ZHCU970 January   2022 TMP61 , TMP61-Q1 , TMP63 , TMP63-Q1 , TMP64 , TMP64-Q1

 

  1.   摘要
  2.   商标
  3. 1引言
    1. 1.1 NTC 热敏电阻与 TMP6 线性热敏电阻系列
    2. 1.2 NTC/线性热敏电阻 TCR
    3. 1.3 NTC 与硅基线性热敏电阻的利弊对比
    4. 1.4 TMP6 精度
  4. 2典型 NTC 热敏电阻的设计注意事项
    1. 2.1 电压偏置的 NTC 热敏电阻网络
    2. 2.2 引脚排列/极性
    3. 2.3 将 NTC 热敏电阻硬件设计转换为 TMP6 线性热敏电阻设计
    4. 2.4 简单的查找表
  5. 3软件变化
    1. 3.1 固件设计注意事项
    2. 3.2 过采样
    3. 3.3 硬件和软件中的低通滤波
    4. 3.4 校准
  6. 4满量程电压输出的设计注意事项
    1. 4.1 简单的电流偏置
    2. 4.2 有效电压偏置
  7. 5结论
  8. 6其他资源/注意事项
    1. 6.1 恒流源设计
    2. 6.2 TMP6 热敏电阻标准元件封装
    3. 6.3 用于 TMP6 和 NTC 热敏电阻的双电源方法

3.3 硬件和软件中的低通滤波

噪声可导致温度测量错误，因此许多设计人员选择在硬件中添加 RC 滤波器来滤除系统产生的噪声。但是请勿在硬件中进行滤波，您可以使用此方法来避免增加额外的电阻和电容，从而增大电路板并节省成本。采用软件滤波器可以通过实时改变 Alpha 值来更好地控制滤波器的响应。此外，具有设置过滤温度的能力能够极大地缩短启动时间。

基于固件的低通滤波器需要三个变量：

  1. Alpha

  2. 测量温度

  3. 滤后温度

Alpha：此变量控制过滤掉的噪声量。

测量温度：此变量存储计算出来的滤波前的温度读数。

滤后温度：此变量存储温度值经过滤波器后得出的温度。

固件低通滤波的执行方程如下：

低通滤波器方程：

Equation4. Y(n）=(1-α)×Y(n-1)+(α×X(n）)

其中

  • Y = 滤后温度
  • α = Alpha
  • X = 测量温度

简化...

Equation5. Y(n）=Y(n-1)-(α×(Y(n-1)-X(n）))

再简化...

Equation6. Y(n）=是-(α×(是-X)) 表示 Filtered_Temp = Previous_Filtered_Temp - (Alpha * (Previous_Filtered_Temp - Meas_Temp))

在 Thermistor Design Tool 的 Low-Pass Filter 选项卡上，您可以调整 Alpha 和每秒采样量的值，以更改滤波器。在图 3-8 中，您可以看到 Alpha 设置为 0.8。图 3-9 中的结果显示，实施低通滤波后得到的温度数据与原始数据相比变化不大。

GUID-7C29879C-B6E9-4F7B-ADF0-8FD5FE929DF9-low.png图 3-8 Alpha 值为 0.8 的低通滤波器设置.

GUID-75005D1E-FFE2-4480-8751-65CE69A4488A-low.png图 3-9 Alpha 值为 0.8 的低通滤波器响应.

调整 Alpha 值后，Alpha 值为 0.2 时的滤后响应如下所示：

GUID-C91F9DDC-4689-4E63-9DB8-5727119A3A33-low.png图 3-10 Alpha 值为 0.2 的低通滤波器响应.
由此可见，滤后温度数据远比原始数据更加平滑。

Thermistor Design Tool 中的低通滤波器 C 代码示例可参见图 3-11。

GUID-1366D67B-CCCF-4455-AD42-15E07C6EDF3B-low.png图 3-11 低通滤波器 C 代码示例.
经过采样并实施低通滤波算法后，TMP6 热敏电阻的性能得到了改善。校正后的 TMP6 热敏电阻和典型的 NTC 热敏电阻的对比如下：

GUID-D16C9A9F-A48B-42CE-AA68-FE99F7E05E9D-low.png图 3-12 校正后的热敏电阻精度比较.
有关更多信息，请参见 热敏电阻设计工具 的低通滤波器选项卡。