"Saat ini, banyak yang modern Elektronik perangkat memerlukan sistem pemantauan suhu on-board. Metode mengubah sinyal analog menjadi sinyal modulasi lebar pulsa atau sinyal digital telah didokumentasikan dalam sejumlah besar dokumen. Namun, jika solusi pengukuran memerlukan ADC, ada beberapa kelemahan terkait biaya, akurasi, dan kecepatan. Umumnya, semakin akurat pengukurannya, semakin mahal solusinya. Ini sirkit menyediakan solusi universal yang murah dan mudah dihubungkan, yang akurasinya dapat diubah sesuai dengan kebutuhan sistem pengukuran suhu.
"
Q:
Jika hanya ada satu GPIO tersisa di FPGA/mikroprosesor dalam sistem, bagaimana melakukan pengukuran analog?
A:
A tegangan-frekuensi Converter dapat digunakan sebagai pengganti konverter analog-ke-digital.
Namun, pengembangan ASIC memakan waktu dan mahal, dan tidak memiliki fleksibilitas untuk memenuhi kegunaan lain. Oleh karena itu, semakin banyak aplikasi yang menggunakan mikroprosesor atau FPGA berukuran kecil untuk menyelesaikan pengembangan produk tepat waktu, hemat biaya, dan efisien. Pada artikel ini, kita akan mengeksplorasi konverter suhu-frekuensi yang hanya perlu menggunakan pin GPIO untuk memberikan hasil suhu yang akurat. Artikel ini juga akan menunjukkan cara menggunakan konverter frekuensi tegangan untuk berbagai aplikasi deteksi.
motivasi
Beberapa Sensor pengukuran (seperti suhu, kelembaban, dan tekanan udara) pada dasarnya adalah arus searah, dan laju perubahannya tidak cukup cepat (dan tidak memerlukan resolusi yang cukup tepat) cukup untuk memenuhi persyaratan ADC dan pertimbangan desain terkait dengan itu. Sebagian besar ADC memerlukan pembangkitan dan pengaturan waktu yang cepat dan akurat, tegangan referensi yang stabil, buffer referensi dengan impedansi keluaran yang sangat rendah, dan sirkuit ujung depan analog untuk mengkondisikan keluaran sensor dengan benar sebelum dapat dikuantisasi dan dilewatkan secara digital. Sistem dipantau. Saat mendeteksi suhu sekitar, aplikasi diskrit dapat menggunakan termistor di jembatan Wheatstone, dan kemudian mendapatkan outputnya oleh penguat instrumentasi, dan kemudian memasukkannya ke ADC. Desain ini adalah desain yang berlebihan, membutuhkan lebih banyak ruang, daya, dan siklus perhitungan daripada yang dibutuhkan aplikasi, dan aplikasi itu sendiri mungkin hanya perlu melakukan pengukuran setiap 15 detik.
LTC6990
Frekuensi tetap atau operasi yang dikontrol tegangan
-Tetap: Tunggal Penghambat bertanggung jawab untuk mengatur frekuensi (kesalahan maksimum -VCO: Dua resistor bertanggung jawab untuk mengatur frekuensi pusat VCO dan rentang tuning
Rentang frekuensi: 488Hz hingga 2MHz
2.25V hingga 5.5V operasi pasokan tunggal
72μA arus suplai (pada 100kHz)
Waktu mulai 500μ
Bandwidth VCO> 300kHz (pada 1MHz)
Keluaran logika CMOS dapat memasok/menyerap 20mA
50% siklus tugas gelombang persegi output
Output aktif (kondisi impedansi rendah atau tinggi dapat dipilih saat dinonaktifkan)
-55ºC hingga 125ºC rentang suhu pengoperasian
Tersedia dalam paket low profile (tinggi hanya 1mm) SOT-23 (ThinSOTTM) dan paket DFN 2mm x 3mm
Dapatkah solusi pengukuran alternatif dirancang yang dapat mengurangi jumlah dan kompleksitas? komponen terkait dengan rantai sinyal ADC sementara juga mengukur tegangan analog? Solusinya adalah dengan menggunakan konverter tegangan-frekuensi (seperti LTC6990, konfigurasikan sebagai mode voltage-controlled oscillator (VCO), sehingga dapat digunakan untuk mengukur tegangan analog tanpa perlu ADC. Dalam contoh ini, presisi termokopel Penguat AD8494 dikonfigurasi sebagai sensor suhu sekitar, dan tegangan outputnya digunakan sebagai input LTC6990 untuk menghasilkan rantai sinyal konverter frekuensi suhu.
Gambar 1. Konverter suhu-frekuensi sederhana.
Bagaimana cara mengubah input suhu ke output frekuensi?
Saat ini, banyak perangkat elektronik modern memerlukan sistem pemantauan suhu terpasang. Metode mengubah sinyal analog menjadi sinyal modulasi lebar pulsa atau sinyal digital telah didokumentasikan dalam sejumlah besar dokumen. Namun, jika solusi pengukuran memerlukan ADC, ada beberapa kelemahan terkait biaya, akurasi, dan kecepatan. Umumnya, semakin akurat pengukurannya, semakin mahal solusinya. Sirkuit ini menyediakan solusi universal yang murah dan mudah dihubungkan, yang akurasinya dapat diubah sesuai dengan kebutuhan sistem pengukuran suhu.
AD8494 adalah penguat presisi termokopel, tetapi juga dapat digunakan sebagai sensor suhu sekitar dengan menghubungkan inputnya ke ground. Outputnya didefinisikan sebagai:
Pada rangkaian yang menggunakan catu daya unipolar,
Q:
Jika hanya ada satu GPIO yang tersisa pada FPGA/mikroprosesor dalam sistem, bagaimana cara melakukan pengukuran analog?
A:
Sebuah konverter tegangan-frekuensi dapat digunakan sebagai pengganti konverter analog-ke-digital.
Namun, pengembangan ASIC memakan waktu dan mahal, dan tidak memiliki fleksibilitas untuk memenuhi kegunaan lain. Oleh karena itu, semakin banyak aplikasi yang menggunakan mikroprosesor atau FPGA berukuran kecil untuk menyelesaikan pengembangan produk tepat waktu, hemat biaya, dan efisien. Pada artikel ini, kita akan mengeksplorasi konverter suhu-frekuensi yang hanya perlu menggunakan pin GPIO untuk memberikan hasil suhu yang akurat. Artikel ini juga akan menunjukkan cara menggunakan konverter frekuensi tegangan untuk berbagai aplikasi deteksi.
motivasi
Beberapa pengukuran sensor (seperti suhu, kelembaban, dan tekanan udara) pada dasarnya adalah arus searah, dan laju perubahannya tidak cukup cepat (dan tidak memerlukan resolusi yang cukup tepat) cukup untuk memenuhi persyaratan ADC dan desain. pertimbangan yang terkait dengannya. Sebagian besar ADC memerlukan pembangkitan dan pengaturan waktu yang cepat dan akurat, tegangan referensi yang stabil, buffer referensi dengan impedansi keluaran yang sangat rendah, dan sirkuit ujung depan analog untuk mengkondisikan keluaran sensor dengan benar sebelum dapat dikuantisasi dan dilewatkan secara digital. Sistem dipantau. Saat mendeteksi suhu sekitar, aplikasi diskrit dapat menggunakan termistor di jembatan Wheatstone, dan kemudian mendapatkan outputnya oleh penguat instrumentasi, dan kemudian memasukkannya ke ADC. Desain ini adalah desain yang berlebihan, membutuhkan lebih banyak ruang, daya, dan siklus perhitungan daripada yang dibutuhkan aplikasi, dan aplikasi itu sendiri mungkin hanya perlu melakukan pengukuran setiap 15 detik.
LTC6990
Frekuensi tetap atau operasi yang dikontrol tegangan
-Tetap: Satu resistor bertanggung jawab untuk mengatur frekuensi (kesalahan maksimum -VCO: Dua resistor bertanggung jawab untuk mengatur frekuensi pusat VCO dan rentang tuning
Rentang frekuensi: 488Hz hingga 2MHz
2.25V hingga 5.5V operasi pasokan tunggal
72μA arus suplai (pada 100kHz)
Waktu mulai 500μ
Bandwidth VCO> 300kHz (pada 1MHz)
Keluaran logika CMOS dapat memasok/menyerap 20mA
50% siklus tugas gelombang persegi output
Output aktif (kondisi impedansi rendah atau tinggi dapat dipilih saat dinonaktifkan)
-55ºC hingga 125ºC rentang suhu pengoperasian
Tersedia dalam paket low profile (tinggi hanya 1mm) SOT-23 (ThinSOTTM) dan paket DFN 2mm x 3mm
Dapatkah solusi pengukuran alternatif dirancang yang dapat mengurangi jumlah dan kompleksitas komponen yang terkait dengan rantai sinyal ADC sekaligus juga mengukur tegangan analog? Solusinya adalah dengan menggunakan konverter tegangan-frekuensi (seperti LTC6990, konfigurasikan sebagai mode voltage-controlled oscillator (VCO), sehingga dapat digunakan untuk mengukur tegangan analog tanpa perlu ADC. Dalam contoh ini, presisi termokopel Penguat AD8494 dikonfigurasi sebagai sensor suhu sekitar, dan tegangan outputnya digunakan sebagai input LTC6990 untuk menghasilkan rantai sinyal konverter frekuensi suhu.
Gambar 1. Konverter suhu-frekuensi sederhana.
Bagaimana cara mengubah input suhu ke output frekuensi?
Saat ini, banyak perangkat elektronik modern memerlukan sistem pemantauan suhu terpasang. Metode mengubah sinyal analog menjadi sinyal modulasi lebar pulsa atau sinyal digital telah didokumentasikan dalam sejumlah besar dokumen. Namun, jika solusi pengukuran memerlukan ADC, ada beberapa kelemahan terkait biaya, akurasi, dan kecepatan. Umumnya, semakin akurat pengukurannya, semakin mahal solusinya. Sirkuit ini menyediakan solusi universal yang murah dan mudah dihubungkan, yang akurasinya dapat diubah sesuai dengan kebutuhan sistem pengukuran suhu.
AD8494 adalah penguat presisi termokopel, tetapi juga dapat digunakan sebagai sensor suhu sekitar dengan menghubungkan inputnya ke ground. Outputnya didefinisikan sebagai:
Pada rangkaian yang menggunakan catu daya unipolar,
Tautan: LM190E08-TLK1 SKIIP83EC125T1