ZHCSKL6C December 2019 – September 2020 TMP64
PRODUCTION DATA
9.2.1.2 详细设计过程
电阻分压器方法产生一个可根据偏置电压 (VBIAS) 进行调节的输出电压 (VTEMP)。当 VBIAS 也用作 ADC 的基准电压时，电源引起的任何波动或容差误差将会被消除，并且不会影响温度精度。此配置类型如图 9-2 所示。Equation2 描述了基于 TMP64 (RTMP64) 可变电阻的输出电压 (VTEMP) 与偏置电阻 (RBIAS) 之间的关系。Equation3 给出了与该输出电压、ADC 满量程范围和 ADC 分辨率相对应的 ADC 代码。
图 9-2 带 ADC 的 TMP64 分压器
其中
- FSR 是 ADC 的满量程范围，即参考接地电压 (VREF)
- n 是 ADC 的分辨率
Equation4 显示了当 VREF = VBIAS 时，VBIAS 将会消除。
工程师可以根据微控制器中读取的 ADC 代码，使用多项式方程式或 LUT 提取温度读数。应使用热敏电阻设计工具将 TMP64 电阻转换为温度。
取消 VBIAS 是使用分压器（比例法）的好处之一，但分压器电路输出电压的灵敏度不会提高很多。由于与 FSR 相比，电压输出范围较小，因此不使用所有 ADC 代码。但是，此应用非常常见，而且易于实现。
工程师可以使用基于电流源的电路，例如图 9-3 所示的电路，可以更好地控制输出电压的灵敏度并实现更高的精度。在这种情况下，输出电压的计算很简单，为 V = I × R。例如，如果 TMP64 使用 100µA 的电流源，则输出电压跨度约为 5.5V，增益最高为 40mV/°C。则输出电压跨度约为 5.5V、增益高达 40mV/°C。通过控制电压范围和灵敏度，可以充分利用 ADC 代码和满量程范围。与上述比例法类似，如果 ADC 具有与 ADC 的基准电压共享同一偏置的内置电流源，则电源电流的容差将会消除。在这种情况下，不需要精密 ADC。此方法虽然可以获得最佳精度，但会增加系统实现成本。
图 9-3 带电流源的 TMP64 偏置电路与分压器中的非线性 NTC 热敏电阻相比，TMP64 具有增强的线性输出特性。图 9-4 所示为一个带有和一个不带线性化并联电阻 RP 的两个分压器电路。举例而言，如果 VBIAS = 5V，RBIAS = 47kΩ，NTC 热敏电阻 (RNTC) 使用一个并联电阻 (RP)，以通过一个额外的 47kΩ 电阻线性化输出电压。TMP64 可在整个温度范围内生成线性曲线，而 NTC 曲线仅在很小的温度区域内呈线性。将并联电阻 (RP) 添加到 NTC 电路时，增加的电阻会使曲线更加线性，但会对输出电压范围产生极大地影响。
图 9-4 TMP64 与带线性化电阻 (RP) 分压器电路的 NTC 间的关系