介绍

DS1847和DS1848是温控数字电阻。这些部件具有EEPROM 查找表，允许将电阻函数R(T)输入存储器，然后部件能够 根据环境温度自我调整其电阻。这些部件的主要应用是 插入到需要温度校准的系统中，可以通过可变 电阻完成校准。使用它们的好处包括消除笨重的机械电位器，IC 可靠性，系统校准自动化和系统温度依赖性补偿。

DS1847和DS1848都具有两个256位数字电阻和查找表(LUT)，可在-40°C至+95°C的温度范围内 自动调节电阻。DS1848还具有 128字节的用户EEPROM，用于其他数据的非易失性(NV)存储。最多可通过一个用于与芯片通信的2线接口访问8个芯片 。这两个部件目前都在 生产中，可以购买。

本应用说明解释了DS1847的温度系数(TC)，特别是，为什么 850PPM/°C无补偿TC不适用于使用温度查找功能的系统。它还 检查了LUT编程方程的准确性。本文档不打算成为 如何使用DS1847或DS1848的教程，因此请在继续之前查看设备数据表。

解释未补偿温度系数

电阻的TC可以通过几种方式定义，因此与DS1847 数据表一起使用的TC的定义由方程1．

方程1。

• 得尔塔R是电阻随温度变化的函数

• 得尔塔T是预期或设计的温度变化

• TC是用单位PPM/°C表示的温度系数(参见数据表最后一页的TC vs. Resistance图表以获得该值)

• R(UNCOMP)是在 温度变化发生之前，部件在单个(未补偿)位置的测量电阻。

在整个电阻范围内，典型的TC值为850PPM。该典型值列在uncompensated TC下的数据表的 参数表中。这个值特别对应于 温度系数，这将导致检查电阻设置在一个位置。这描述了 该部件如何在手动模式下操作，或者当电阻LUT在 温度范围内加载单个值时。

然而，这并不是对DS1847的TC的最好描述。TC实际上是电阻本身的函数。数据表最后一页的图表绘制了典型的TC与阻力函数。注意，在低位置(低电阻)，TC比高位置高。

这个TC函数最初可能会引起关注，但这里有一个典型的例子来显示与TC vs.阻力图和公式1相关的数字 。我们要研究的两个条件是最小 电阻值和最大电阻值。在最小电阻的情况下，对于 DS1847-10，大约500欧姆，图表上列出的温度系数为1450PPM。当温度变化 10℃时，电阻变化量可计算为7.3欧姆。对于相同的温度变化，10k欧姆电阻(680PPM/°C)将看到68欧姆的电阻变化。尽管TC较低，但较高的电阻值随温度变化较大的原因是未补偿的电阻增加了20倍，而TC减少了约2倍。还要认识到10k欧姆电阻([68欧姆*100%]/[10k欧姆*10°C])的百分比变化比500欧姆电阻的0.145%/°C低0.068%/°C。这意味着当DS1847用于制造小型电阻器时，它将具有较低的温度系数欧姆/°C，而较大的电阻器具有较低的温度系数%/°C。

在10k欧姆电阻器的情况下，在10°C的温度变化中发生的+68欧姆电阻增加对应于+6.8欧姆/°C的速率。因此，为了保持在10k欧姆目标值，电阻器的位置应该每+5.6°C减少一个位置(~37欧姆)。理想情况下，这将使产生的电阻保持在目标值的1LSB以内。500欧姆电阻器的工作原理类似，但它只需要每52°C补偿一次，因为它具有欧姆/°C方面的较低温度系数。

如果零件是理想的，即每个零件的最小电阻为500欧姆，最大 电阻为10k欧姆，则可以使用上述方法精确地计算和补偿位置。不幸的是，ds1847和ds1848生产过程中的工艺变化增加了另一个变量，使情况进一步复杂化。DS1847/48的最大电阻可以从10k欧姆的标称值变化多达20%，并且TC在整个过程中也会发生一些变化。这使得计算系统所需的电阻器位置变得困难，因为工艺变化可能导致与理想位置对应的电阻偏离目标值高达20%。

为了解决与工艺变化相关的问题，将六个参数存储在每个电阻器的LUT 中，以便根据中提供的方程对其进行表征编程查找表数据表部分。的U v w x y，和z变量允许用户精确计算在特定温度下需要达到特定电阻的位置。如果整个表是使用方程和这些变量编程的，那么在整个温度范围内，用户应该在他们所需电阻的2LSB范围内。这就是为什么在使用公式时，850PPM/°C不一定与设备在正常操作模式下的性能相关。LUT允许电阻每2°C修剪一次，DS1847将自我调整以保持用户的电阻功能。使用方程2已经对DS1847进行了温度补偿，使其在方程的精度范围内。

计算DS1847的位置

理想情况下，系统设计者应该知道需要什么样的电阻作为温度的函数。然后，所提供的 公式(公式2)可用于计算整个 温度范围内所需的位置，作为alpha(在数据表中提供)、LUT变量(u, v……)，所需的 电阻R和温度c，计算位置将是一个实数，必须四舍五入到 最接近的整数。这将把结果量化为电阻器的LSB，因此会有 一些量化误差。方程3是根据存储在LUT中的整数位置解析公式2以计算应该期望的电阻 。期望电阻与公式3计算出的 电阻之间的差值是理想的量化误差。该值应该在 目标值的1LSB范围内。

方程2。


方程3。


在达拉斯半导体ftp站点上提供了一个电子表格，该电子表格计算部件的电阻为 的函数U v w x y，和z变量，加上数据表中的alpha值。

为了使用电子表格，请遵循以下说明:

• 从每个电阻器的部分读取无符号二进制数(u, v_)并将其转换为十进制。

• 将十进制数字放在电子表格中相应的蓝色框中。

• 为每个电阻器的蓝色alpha框中使用的部件类型放置正确的alpha数字。

• 在相应的蓝框中输入电阻0和1的期望电阻值。

• 按计算按钮。

VBA宏将读取提供的信息并计算要用于任何给定LUT 位置的位置设置，以实现所需的电阻。这些值将返回到下面的电子表格中。它将 然后计算通过使用这些整数位置获得的理论阻力，这允许评估 量化误差。要使用此电子表格，必须在使用的 PC上安装Excel的VBA部分。

下面的图表显示了DS1847的理想温度性能，当它被编程为 在温度上保持固定的电阻值。这个图表是一个理论表现，它忽略了 DS1847只能每2度改变一次位置。这个图表显示了DS1847 应该如何在温度上进行自我补偿。

图1所示。理想的DS1847温度补偿5k欧姆电阻。

检查数据表LUT编程 方程的准确性

为了本应用笔记的目的，一个部分加载了一组类似于 图1中所示数据的数据，但是电阻0被设置为最大电阻，电阻1被设置为 可以在温度下保持的最小电阻。实验的目的是验证LUT 编程方程在温度上的准确性，并显示实际的零件温度补偿本身。

电阻器1的LUT编程值对应于 温度下的标称电阻值490欧姆。然后在温度下收集电阻数据，并根据 计算得出的理论值与测量(实际)值进行绘图

图2。电阻1实验数据与理想性能

实验结果表明，该方程非常准确地计算了 低位设置的阻值。在这种特殊情况下，准确度总是在期望值的~2欧姆范围内。另外 请注意，即使有补偿，电阻也会随温度变化。它只能在(1/2)LSB的最佳情况下补偿到 ，因此设计者在设计 系统时必须考虑到一些量化误差。

图3。电阻0实验数据与理想性能

电阻器0的LUT加载了大约对应于可在温度下保持 的最大电阻的值。这部分的最大阻力约为9820欧姆。 实验被重复，结果再次被绘制。这一次增加了一个额外的功能， 显示了未补偿的室温电阻(理论值，没有获得实验室数据) 在温度上也是公平的。

实验结果表明，从-40°C到室温(+25°C)，该方程的全尺寸电阻精度约为2LSB ，从室温到+100°C，该方程的全尺寸电阻精度约为1LSB。与测量数据相匹配的一条线表明，电阻在整个范围内进行了相当好的自我补偿，有效TC为-85PPM/°C。与未补偿电阻估计的+725PPM/°C相比，自补偿DS1847的优势是显而易见的。

实验记录

本实验采用新型DS1847E-10进行。这是DS1847系列的最新品种 ，两个电阻的最大电阻为10k欧姆，最小电阻约为 500欧姆。“E”封装是一个14针的TSSOP。更紧凑的芯片级BGA封装也 可用。有关这款新产品的更多信息，请参阅更新版本的数据表，该数据表现已在网上提供 。上面提到的Excel电子表格可以在Maxim的网站上找到。