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单芯片的温度和电压测量的技术方案

来源:analog 发布时间:2024-01-18

摘要: LTC1392是一种新型的微功率、多功能数据采集系统,用于测量环境温度、系统电源电压和电源电流或差分输入电压。

LTC1392是一种新型的微功率、多功能数据采集系统,用于测量环境温度、系统电源电压和电源电流或差分输入电压。温度或电压测量不需要外部元件,电流测量可以用单个低值外部电阻进行。板载10位A/D转换器通过3线或4线串行接口提供数字输出。测量时电源电流仅为350μA;当芯片不转换时,该值自动降至小于1μA。LTC1392设计用于PC板温度和电源电压/电流监测,或作为远程温度和电压传感器监测几乎任何类型的系统。它有SO-8和DIP封装,可以安装在几乎任何电路板上。

测量性能

晶圆级微调允许LTC1392在室温下保证±2°C的精度,在整个工作温度范围内保证±4°C的精度。10位A/D转换器在0°C至70°C (LTC1392C)或-40°C至85°C (LTC1392I)范围内提供0.25°分辨率。温度输出为(ADC代码/4)- 130°C,理论最大范围为- 130°C至125.75°C。图1显示了LTC1392过温时的典型输出温度误差。


在电源电压监测模式下,A/D转换器在2.42V参考电压和实际电源电压之间进行差分测量。每个LSB步长约为4.727mV,理论测量范围为2.42V至7.2V。LTC1392在4.5V至6V的电压范围内保证精度,在商业或工业温度范围内的总绝对误差分别为±25mV或±40mV。输出电压为(ADC码× 4.727mV) + 2.42V。图2显示了V(CC)测量的典型积分和微分非线性性能。


图2 a。微分非线性,电源电压模式。


图2 b。积分非线性,电源电压模式。

差分电压输入模式可以配置为在1V或0.5V单极满量程模式下工作。每种模式将输入引脚V(+)和V(-)之间的差分电压直接转换为输出码等于ADC码×(满量程/1024)的位。1V模式指定为8位精度,第八位精度为±0.5LSB或±2mV,而0.5V满量程模式指定为7位精度±0.5LSB,具有相同的±2mV精度。差分输入包括一个共模输入范围,包括两个电源轨,允许它们用于测量电源的任何一个分支的检测电阻上的电压。它们也可用于单极差动换能器桥测量或通过接地V(-)引脚进行单端电压测量。

LTC1392中的串行接口允许其所有功能在8引脚SO或DIP封装中实现,并且几乎可以轻松连接任何MPU。四个引脚专用于串行接口:主动低芯片选择(CS)、时钟(CLK)、数据输入(D(IN))和数据输出(D(OUT))。D(IN)引脚用于配置LTC1392进行下一次测量,D(OUT)引脚输出A/D转换数据。D(IN)引脚在接收到有效配置字后禁用,D(OUT)引脚处于三态模式,直到识别出有效配置字,允许两个引脚在3线系统中捆绑在一起。串行链路允许多个设备连接到一个公共串行总线上,用单独的CS线来选择活动芯片。典型应用程序一个典型的LTC1392应用程序如图3所示。单点“星形”地与接地面一起使用,以尽量减少电压测量中的误差。电源通过1μF钽电容和0.1μF陶瓷电容并联直接旁路到地平面。


结论

LTC1392提供了一个多功能的数据采集和环境监测系统,具有易于使用的界面。其低电源电流,加上节省空间的SO-8或DIP封装,使LTC1392成为需要温度、电压和电流测量的系统的理想选择,同时最大限度地减少空间、功耗和外部组件数量。在一个芯片上结合温度和电压测量功能,使LTC1392在市场上独一无二,提供最小,最低功耗的多功能数据采集系统。

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