"Hoy en día, muchos modernos Electronic Los dispositivos requieren un sistema de control de temperatura a bordo. El método de convertir una señal analógica en una señal de modulación de ancho de pulso o una señal digital se ha documentado en un gran número de documentos. Sin embargo, si la solución de medición requiere un ADC, existen algunas desventajas relacionadas con el costo, la precisión y la velocidad. Generalmente, cuanto más precisa es la medición, más cara es la solución. Esta circuito proporciona una solución universal de bajo costo y fácil de conectar, cuya precisión se puede cambiar de acuerdo con las necesidades del sistema de medición de temperatura.
"
Q:
Si solo queda un GPIO en el FPGA/ microprocesador en el sistema, ¿cómo realizar una medición analógica?
A:
A voltaje-frecuencia convertidor se puede utilizar en lugar del convertidor de analógico a digital.
Sin embargo, el desarrollo de ASIC lleva mucho tiempo y es costoso, y no tiene la flexibilidad para cumplir con otros usos. Por lo tanto, cada vez más aplicaciones utilizan microprocesadores o FPGA de pequeño tamaño para completar el desarrollo del producto a tiempo, de manera rentable y eficiente. En este artículo, exploraremos un convertidor de temperatura-frecuencia que solo necesita usar un pin GPIO para proporcionar resultados de temperatura precisos. Este artículo también demostrará cómo utilizar convertidores de frecuencia de voltaje para diversas aplicaciones de detección.
motivación
Cosas sensor Las mediciones (como la temperatura, la humedad y la presión del aire) son esencialmente de corriente continua, y su tasa de cambio no es lo suficientemente rápida (y no necesitan una resolución lo suficientemente precisa) como para cumplir con los requisitos del ADC y las consideraciones de diseño asociadas. con eso. La mayoría de los ADC requieren una generación y sincronización de reloj rápidas y precisas, voltajes de referencia estables, búferes de referencia con impedancia de salida muy baja y circuitos de entrada analógica para acondicionar adecuadamente la salida del sensor antes de que pueda cuantificarse digitalmente y pasar. El sistema se monitorea. Al detectar la temperatura ambiente, las aplicaciones discretas pueden usar un termistor en el puente de Wheatstone y luego obtener su salida por el amplificador de instrumentación y luego alimentarlo al ADC. Este diseño es un diseño excesivo, que requiere más espacio, potencia y ciclos de cálculo de los que requiere la aplicación, y es posible que la aplicación en sí solo necesite realizar una medición cada 15 segundos.
LTC6990
Operación controlada por voltaje o frecuencia fija
-Corregido: un sencillo Resistencia es responsable de establecer la frecuencia (error máximo -VCO: Dos resistencias son responsables de establecer la frecuencia central VCO y el rango de sintonía
Rango de frecuencia: 488 Hz a 2 MHz
Funcionamiento de suministro único de 2.25 V a 5.5 V
Corriente de suministro de 72 μA (a 100 kHz)
500μs de tiempo de puesta en marcha
Ancho de banda de VCO> 300 kHz (a 1 MHz)
La salida lógica CMOS puede suministrar / absorber 20 mA
Salida de onda cuadrada del ciclo de trabajo del 50%
Habilitación de salida (el estado de impedancia alta o baja se puede seleccionar cuando está deshabilitado)
Rango de temperatura de funcionamiento de -55ºC a 125ºC
Disponible en paquete SOT-1 (ThinSOTTM) de perfil bajo (solo 23 mm de altura) y paquete DFN de 2 mm x 3 mm
¿Se puede diseñar una solución de medición alternativa que pueda reducir el número y la complejidad de componentes relacionado con la cadena de señal ADC mientras también mide voltaje analógico? La solución es usar un convertidor de voltaje-frecuencia (como LTC6990, configurarlo como un modo de oscilador controlado por voltaje (VCO), de modo que pueda usarse para medir voltaje analógico sin la necesidad de ADC. En este ejemplo, la precisión termopar El amplificador AD8494 está configurado como un sensor de temperatura ambiente, y su voltaje de salida se usa como la entrada del LTC6990 para generar una cadena de señal del convertidor de temperatura-frecuencia.
Figura 1. Convertidor de temperatura-frecuencia simple.
¿Cómo convertir la entrada de temperatura en salida de frecuencia?
Hoy en día, muchos dispositivos electrónicos modernos requieren un sistema de control de temperatura integrado. El método de convertir una señal analógica en una señal de modulación de ancho de pulso o una señal digital se ha documentado en un gran número de documentos. Sin embargo, si la solución de medición requiere un ADC, existen algunas desventajas relacionadas con el costo, la precisión y la velocidad. Generalmente, cuanto más precisa es la medición, más cara es la solución. Este circuito proporciona una solución universal de bajo costo y fácil de conectar, cuya precisión se puede cambiar de acuerdo con las necesidades del sistema de medición de temperatura.
El AD8494 es un amplificador de precisión de termopar, pero también se puede utilizar como sensor de temperatura ambiente al cortocircuitar su entrada a tierra. La salida se define como:
En un circuito que utiliza una fuente de alimentación unipolar,
Q:
Si solo queda un GPIO en el FPGA / microprocesador del sistema, ¿cómo realizar la medición analógica?
A:
Se puede utilizar un convertidor de tensión-frecuencia en lugar del convertidor de analógico a digital.
Sin embargo, el desarrollo de ASIC lleva mucho tiempo y es costoso, y no tiene la flexibilidad para cumplir con otros usos. Por lo tanto, cada vez más aplicaciones utilizan microprocesadores o FPGA de pequeño tamaño para completar el desarrollo del producto a tiempo, de manera rentable y eficiente. En este artículo, exploraremos un convertidor de temperatura-frecuencia que solo necesita usar un pin GPIO para proporcionar resultados de temperatura precisos. Este artículo también demostrará cómo utilizar convertidores de frecuencia de voltaje para diversas aplicaciones de detección.
motivación
Algunas mediciones de sensores (como la temperatura, la humedad y la presión del aire) son esencialmente de corriente continua, y su tasa de cambio no es lo suficientemente rápida (y no necesitan una resolución lo suficientemente precisa) para cumplir con los requisitos del ADC y el diseño consideraciones asociadas con él. La mayoría de los ADC requieren una generación y sincronización de reloj rápidas y precisas, voltajes de referencia estables, búferes de referencia con impedancia de salida muy baja y circuitos de entrada analógica para acondicionar adecuadamente la salida del sensor antes de que pueda cuantificarse digitalmente y pasar. El sistema se monitorea. Al detectar la temperatura ambiente, las aplicaciones discretas pueden usar un termistor en el puente de Wheatstone y luego obtener su salida por el amplificador de instrumentación y luego alimentarlo al ADC. Este diseño es un diseño excesivo, que requiere más espacio, potencia y ciclos de cálculo de los que requiere la aplicación, y es posible que la aplicación en sí solo necesite realizar una medición cada 15 segundos.
LTC6990
Operación controlada por voltaje o frecuencia fija
-Corregido: una sola resistencia es responsable de configurar la frecuencia (error máximo -VCO: dos resistencias son responsables de configurar la frecuencia central y el rango de sintonía de VCO
Rango de frecuencia: 488 Hz a 2 MHz
Funcionamiento de suministro único de 2.25 V a 5.5 V
Corriente de suministro de 72 μA (a 100 kHz)
500μs de tiempo de puesta en marcha
Ancho de banda de VCO> 300 kHz (a 1 MHz)
La salida lógica CMOS puede suministrar / absorber 20 mA
Salida de onda cuadrada del ciclo de trabajo del 50%
Habilitación de salida (el estado de impedancia alta o baja se puede seleccionar cuando está deshabilitado)
Rango de temperatura de funcionamiento de -55ºC a 125ºC
Disponible en paquete SOT-1 (ThinSOTTM) de perfil bajo (solo 23 mm de altura) y paquete DFN de 2 mm x 3 mm
¿Se puede diseñar una solución de medición alternativa que pueda reducir el número y la complejidad de los componentes relacionados con la cadena de señales del ADC al mismo tiempo que se mide el voltaje analógico? La solución es usar un convertidor de voltaje-frecuencia (como LTC6990, configurarlo como un modo de oscilador controlado por voltaje (VCO), de modo que pueda usarse para medir voltaje analógico sin la necesidad de ADC. En este ejemplo, la precisión termopar El amplificador AD8494 está configurado como un sensor de temperatura ambiente, y su voltaje de salida se usa como la entrada del LTC6990 para generar una cadena de señal del convertidor de temperatura-frecuencia.
Figura 1. Convertidor de temperatura-frecuencia simple.
¿Cómo convertir la entrada de temperatura en salida de frecuencia?
Hoy en día, muchos dispositivos electrónicos modernos requieren un sistema de control de temperatura integrado. El método de convertir una señal analógica en una señal de modulación de ancho de pulso o una señal digital se ha documentado en un gran número de documentos. Sin embargo, si la solución de medición requiere un ADC, existen algunas desventajas relacionadas con el costo, la precisión y la velocidad. Generalmente, cuanto más precisa es la medición, más cara es la solución. Este circuito proporciona una solución universal de bajo costo y fácil de conectar, cuya precisión se puede cambiar de acuerdo con las necesidades del sistema de medición de temperatura.
El AD8494 es un amplificador de precisión de termopar, pero también se puede utilizar como sensor de temperatura ambiente al cortocircuitar su entrada a tierra. La salida se define como:
En un circuito que utiliza una fuente de alimentación unipolar,
Los enlaces: LM190E08-TLK1 ESQUÍIP83EC125T1