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通过长达3000英尺的双绞线电缆传输读取数字温度传感器

来源:analog 发布时间:2023-09-18

摘要: 一种传感器IC,可以产生数字温度周期信号,通过长达3000英尺的双绞线电缆传输。

该电路是一种简单、经济的远程IC热传感器接口。温度传感器(MAX6576)是一个绝对温度-周期转换器,将传感器与必要的信号电子设备集成在一起,使用双绞线电缆连接到接收器(MAX9140比较器),该电缆将电源传输到传感器并从传感器发送信号。

这篇文章的类似版本出现在2007年11月5日的《电子设计》杂志上。

中档、中低精度温度测量(考虑尺寸、成本、性能和易用性)的最佳选择是IC温度传感器——假设与传感器接口的电路位于同一板上或同一盒中。大多数IC温度传感器都是为其连接的电路附近的应用而设计的,因此在单个IC中包含传感,数字化和信号处理功能大大简化了此类传感器和数据采集接口的设计。

然而,有些应用需要从远离电源和数据处理电子设备的位置获取温度数据。使用这种系统必须格外小心,因为来自遥感器的任何信号的衰减都会降低测量质量。

选择在测量点(传感器附近)对信号进行数字化和处理,大大减少了信号完整性问题,但这种方法也使互连变得复杂,并提出了向电路供电的问题。无论是设计选项(信号处理远程或传感器)都需要复杂或昂贵的布线,或者两者兼而有之。

图1的电路为远程IC热传感器提供了一个简单而经济的接口。温度传感器(MAX6576)是一个绝对温度-周期转换器,集成了传感器和必要的信号电子器件。它使用双绞线连接到接收器(一个简单的比较器),同时向传感器传输电力和来自传感器的信号。


图1所示 这两个ic可以通过双绞线电缆远程采集温度数据

图2、3和4显示了在传感器和接收器之间使用60厘米(约两英尺)短电缆连接的电路波形。图5和图6显示了使用1000m(约3300英尺)双绞线电缆连接的接收器的输入和输出脉冲。对接收机脉冲-脉冲输出抖动的测量(总测量误差是抖动与信号周期的比值)表明,抖动的影响可以忽略不计,即使使用长电缆。


图2 接收器输出脉冲使用短2英尺电缆,20µs/cm


图3 接收器输出脉冲使用短2英尺电缆,400µs/cm


图4 接收器输入脉冲的短2英尺电缆


图5 3000英尺长的电缆的接收器输入脉冲


图6 3000英尺长的电缆的接收器输出脉冲

如图1所示,MAX6576的TS0和TS1端子连接后,其数字化转换常数为10µs/K。如图3所示,在室温(300K)下,输出脉冲周期为3ms,对应的重复频率约为333Hz。

在接收端,您可以使用由微控制器执行的简单定时器/计数器例程从比较器输出脉冲中恢复温度数据,或者使用与接收脉冲同步的恒定斜率线性锯齿发生器,然后使用峰值采样/保持(S/H)转换器。该传输方案也可用于温度-频率转换器和其他传感器。关于MAX6576的精度和其他电气参数的更多信息可以在数据表中找到。



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