"Hari ini, banyak moden Elektronik peranti memerlukan sistem pemantauan suhu on-board. Kaedah menukar isyarat analog kepada isyarat modulasi lebar nadi atau isyarat digital telah didokumenkan dalam sejumlah besar dokumen. Walau bagaimanapun, jika penyelesaian pengukuran memerlukan ADC, terdapat beberapa kelemahan yang berkaitan dengan kos, ketepatan dan kelajuan. Secara amnya, lebih tepat ukuran, lebih mahal penyelesaiannya. ini litar menyediakan penyelesaian universal yang murah dan mudah disambungkan, ketepatannya boleh diubah mengikut keperluan sistem pengukuran suhu.
"
Q:
Jika hanya tinggal satu GPIO pada FPGA/mikropemproses dalam sistem, bagaimana untuk melaksanakan pengukuran analog?
A:
A voltan-kekerapan Penukar boleh digunakan sebagai ganti penukar analog-ke-digital.
Walau bagaimanapun, pembangunan ASIC memakan masa dan mahal, dan tidak mempunyai fleksibiliti untuk memenuhi kegunaan lain. Oleh itu, semakin banyak aplikasi menggunakan mikropemproses atau FPGA bersaiz kecil untuk menyelesaikan pembangunan produk tepat pada masanya, kos efektif dan cekap. Dalam artikel ini, kami akan meneroka penukar frekuensi suhu yang hanya perlu menggunakan pin GPIO untuk memberikan hasil suhu yang tepat. Artikel ini juga akan menunjukkan cara menggunakan penukar frekuensi voltan untuk pelbagai aplikasi pengesanan.
motivasi
Sesetengah sensor pengukuran (seperti suhu, kelembapan dan tekanan udara) pada asasnya adalah arus terus, dan kadar perubahannya tidak cukup pantas (dan mereka tidak memerlukan resolusi yang cukup tepat) cukup untuk memenuhi keperluan ADC dan pertimbangan reka bentuk yang berkaitan dengannya. Kebanyakan ADC memerlukan penjanaan dan pemasaan jam yang cepat dan tepat, voltan rujukan yang stabil, penimbal rujukan dengan galangan keluaran yang sangat rendah, dan litar hujung hadapan analog untuk mengkondisikan output penderia dengan betul sebelum ia boleh dikuantiti secara digital dan diluluskan Sistem dipantau. Apabila mengesan suhu ambien, aplikasi diskret boleh menggunakan termistor dalam jambatan Wheatstone, dan kemudian mendapatkan outputnya oleh penguat instrumentasi, dan kemudian memasukkannya ke dalam ADC. Reka bentuk ini adalah reka bentuk yang berlebihan, memerlukan lebih banyak ruang, kuasa dan kitaran pengiraan daripada yang diperlukan oleh aplikasi, dan aplikasi itu sendiri mungkin hanya perlu melakukan pengukuran setiap 15 saat.
LTC6990
Frekuensi tetap atau operasi dikawal voltan
-Tetap: Satu Perintang bertanggungjawab untuk menetapkan frekuensi (ralat maksimum -VCO: Dua perintang bertanggungjawab untuk menetapkan frekuensi pusat VCO dan julat penalaan
Julat frekuensi: 488Hz hingga 2MHz
Operasi bekalan tunggal 2.25V hingga 5.5V
Arus bekalan 72μA (pada 100kHz)
500μs masa permulaan
Jalur lebar VCO> 300kHz (pada 1MHz)
Output logik CMOS boleh membekalkan/menyerap 20mA
50% keluaran gelombang persegi kitaran tugas
Dayakan output (keadaan impedans rendah atau tinggi boleh dipilih apabila dilumpuhkan)
-55ºC hingga 125ºC julat suhu operasi
Tersedia dalam pakej berprofil rendah (hanya ketinggian 1mm) SOT-23 (ThinSOTTM) dan pakej DFN 2mm x 3mm
Bolehkah penyelesaian pengukuran alternatif direka bentuk yang boleh mengurangkan bilangan dan kerumitan komponen berkaitan dengan rantai isyarat ADC sambil juga mengukur voltan analog? Penyelesaiannya adalah dengan menggunakan penukar frekuensi voltan (seperti LTC6990, konfigurasikannya sebagai mod pengayun terkawal voltan (VCO), supaya ia boleh digunakan untuk mengukur voltan analog tanpa memerlukan ADC. Dalam contoh ini, ketepatan termokopel Penguat AD8494 dikonfigurasikan sebagai penderia suhu ambien, dan voltan keluarannya digunakan sebagai input LTC6990 untuk menjana rantai isyarat penukar frekuensi suhu.
Rajah 1. Penukar kekerapan suhu mudah.
Bagaimana untuk menukar input suhu kepada output frekuensi?
Hari ini, banyak peranti elektronik moden memerlukan sistem pemantauan suhu on-board. Kaedah menukar isyarat analog kepada isyarat modulasi lebar nadi atau isyarat digital telah didokumenkan dalam sejumlah besar dokumen. Walau bagaimanapun, jika penyelesaian pengukuran memerlukan ADC, terdapat beberapa kelemahan yang berkaitan dengan kos, ketepatan dan kelajuan. Secara amnya, lebih tepat ukuran, lebih mahal penyelesaiannya. Litar ini menyediakan penyelesaian universal yang kos rendah dan mudah disambungkan, ketepatannya boleh diubah mengikut keperluan sistem pengukuran suhu.
AD8494 ialah penguat ketepatan termokopel, tetapi ia juga boleh digunakan sebagai penderia suhu ambien dengan litar pintas inputnya ke tanah. Output ditakrifkan sebagai:
Dalam litar yang menggunakan bekalan kuasa unipolar,
Q:
Jika terdapat hanya satu GPIO yang tinggal pada FPGA/mikropemproses dalam sistem, bagaimana untuk melaksanakan pengukuran analog?
A:
Penukar frekuensi voltan boleh digunakan dan bukannya penukar analog-ke-digital.
Walau bagaimanapun, pembangunan ASIC memakan masa dan mahal, dan tidak mempunyai fleksibiliti untuk memenuhi kegunaan lain. Oleh itu, semakin banyak aplikasi menggunakan mikropemproses atau FPGA bersaiz kecil untuk menyelesaikan pembangunan produk tepat pada masanya, kos efektif dan cekap. Dalam artikel ini, kami akan meneroka penukar frekuensi suhu yang hanya perlu menggunakan pin GPIO untuk memberikan hasil suhu yang tepat. Artikel ini juga akan menunjukkan cara menggunakan penukar frekuensi voltan untuk pelbagai aplikasi pengesanan.
motivasi
Sesetengah ukuran penderia (seperti suhu, kelembapan dan tekanan udara) pada asasnya adalah arus terus, dan kadar perubahannya tidak cukup pantas (dan mereka tidak memerlukan resolusi yang cukup tepat) untuk memenuhi keperluan ADC dan reka bentuk. pertimbangan yang berkaitan dengannya. Kebanyakan ADC memerlukan penjanaan dan pemasaan jam yang cepat dan tepat, voltan rujukan yang stabil, penimbal rujukan dengan galangan keluaran yang sangat rendah, dan litar hujung hadapan analog untuk mengkondisikan output penderia dengan betul sebelum ia boleh dikuantiti secara digital dan diluluskan Sistem dipantau. Apabila mengesan suhu ambien, aplikasi diskret boleh menggunakan termistor dalam jambatan Wheatstone, dan kemudian mendapatkan outputnya oleh penguat instrumentasi, dan kemudian memasukkannya ke dalam ADC. Reka bentuk ini adalah reka bentuk yang berlebihan, memerlukan lebih banyak ruang, kuasa dan kitaran pengiraan daripada yang diperlukan oleh aplikasi, dan aplikasi itu sendiri mungkin hanya perlu melakukan pengukuran setiap 15 saat.
LTC6990
Frekuensi tetap atau operasi dikawal voltan
-Tetap: Satu perintang bertanggungjawab untuk menetapkan frekuensi (ralat maksimum -VCO: Dua perintang bertanggungjawab untuk menetapkan frekuensi pusat VCO dan julat penalaan
Julat frekuensi: 488Hz hingga 2MHz
Operasi bekalan tunggal 2.25V hingga 5.5V
Arus bekalan 72μA (pada 100kHz)
500μs masa permulaan
Jalur lebar VCO> 300kHz (pada 1MHz)
Output logik CMOS boleh membekalkan/menyerap 20mA
50% keluaran gelombang persegi kitaran tugas
Dayakan output (keadaan impedans rendah atau tinggi boleh dipilih apabila dilumpuhkan)
-55ºC hingga 125ºC julat suhu operasi
Tersedia dalam pakej berprofil rendah (hanya ketinggian 1mm) SOT-23 (ThinSOTTM) dan pakej DFN 2mm x 3mm
Bolehkah penyelesaian pengukuran alternatif direka bentuk yang boleh mengurangkan bilangan dan kerumitan komponen yang berkaitan dengan rantai isyarat ADC sambil juga mengukur voltan analog? Penyelesaiannya adalah dengan menggunakan penukar frekuensi voltan (seperti LTC6990, konfigurasikannya sebagai mod pengayun terkawal voltan (VCO), supaya ia boleh digunakan untuk mengukur voltan analog tanpa memerlukan ADC. Dalam contoh ini, ketepatan termokopel Penguat AD8494 dikonfigurasikan sebagai penderia suhu ambien, dan voltan keluarannya digunakan sebagai input LTC6990 untuk menjana rantai isyarat penukar frekuensi suhu.
Rajah 1. Penukar kekerapan suhu mudah.
Bagaimana untuk menukar input suhu kepada output frekuensi?
Hari ini, banyak peranti elektronik moden memerlukan sistem pemantauan suhu on-board. Kaedah menukar isyarat analog kepada isyarat modulasi lebar nadi atau isyarat digital telah didokumenkan dalam sejumlah besar dokumen. Walau bagaimanapun, jika penyelesaian pengukuran memerlukan ADC, terdapat beberapa kelemahan yang berkaitan dengan kos, ketepatan dan kelajuan. Secara amnya, lebih tepat ukuran, lebih mahal penyelesaiannya. Litar ini menyediakan penyelesaian universal yang kos rendah dan mudah disambungkan, ketepatannya boleh diubah mengikut keperluan sistem pengukuran suhu.
AD8494 ialah penguat ketepatan termokopel, tetapi ia juga boleh digunakan sebagai penderia suhu ambien dengan litar pintas inputnya ke tanah. Output ditakrifkan sebagai:
Dalam litar yang menggunakan bekalan kuasa unipolar,
Pautan: LM190E08-TLK1 SKIIP83EC125T1