"Tegenwoordig zijn veel moderne elektronisch apparaten vereisen een ingebouwd temperatuurbewakingssysteem. De methode om een analoog signaal om te zetten in een pulsbreedtemodulatiesignaal of een digitaal signaal is gedocumenteerd in een groot aantal documenten. Als de meetoplossing echter een ADC vereist, zijn er enkele nadelen met betrekking tot kosten, nauwkeurigheid en snelheid. Over het algemeen geldt: hoe nauwkeuriger de meting, hoe duurder de oplossing. Dit circuit biedt een goedkope en eenvoudig aan te sluiten universele oplossing, waarvan de nauwkeurigheid kan worden aangepast aan de behoeften van het temperatuurmeetsysteem.
"
Q:
Als er nog maar één GPIO over is op de FPGA/microprocessor in het systeem, hoe analoge metingen uitvoeren?
A:
A spanning-frequentie omvormer kan worden gebruikt in plaats van de analoog-naar-digitaal omzetter.
De ontwikkeling van ASIC's is echter tijdrovend en duur, en biedt niet de flexibiliteit om andere toepassingen aan te kunnen. Daarom gebruiken steeds meer toepassingen microprocessors of kleine FPGA's om de productontwikkeling op tijd, kosteneffectief en efficiënt te voltooien. In dit artikel zullen we een temperatuur-frequentieomvormer onderzoeken die alleen een GPIO-pin hoeft te gebruiken om nauwkeurige temperatuurresultaten te leveren. Dit artikel laat ook zien hoe u spannings-frequentieomvormers kunt gebruiken voor verschillende detectietoepassingen.
motivatie
sommige sensor metingen (zoals temperatuur, vochtigheid en luchtdruk) zijn in wezen gelijkstroom en hun veranderingssnelheid is niet snel genoeg (en ze hebben geen voldoende nauwkeurige resolutie nodig) genoeg om te voldoen aan de vereisten van de ADC en de bijbehorende ontwerpoverwegingen ermee. De meeste ADC's vereisen snelle en nauwkeurige klokgeneratie en timing, stabiele referentiespanningen, referentiebuffers met een zeer lage uitgangsimpedantie en analoge front-end circuits om de sensoruitgang goed te conditioneren voordat deze digitaal kan worden gekwantiseerd en doorgegeven. Het systeem wordt bewaakt. Bij het detecteren van de omgevingstemperatuur kunnen discrete toepassingen een thermistor in de Wheatstone-brug gebruiken en vervolgens de uitvoer door de instrumentatieversterker krijgen en deze vervolgens in de ADC invoeren. Dit ontwerp is een overontwerp, dat meer ruimte, kracht en rekencycli vereist dan de toepassing nodig heeft, en de toepassing zelf hoeft mogelijk slechts om de 15 seconden een meting uit te voeren.
LTC6990
Vaste frequentie of spanningsgestuurde werking
-Opgelost: een single Weerstand is verantwoordelijk voor het instellen van de frequentie (maximale fout -VCO: twee weerstanden zijn verantwoordelijk voor het instellen van de VCO-centrumfrequentie en het afstembereik
Frequentiebereik: 488Hz tot 2MHz
2.25V tot 5.5V enkelvoudige voeding
72μA voedingsstroom (bij 100kHz)
500μs opstarttijd
VCO-bandbreedte> 300 kHz (bij 1 MHz)
CMOS logische uitgang kan 20mA leveren/absorberen;
50% inschakelduur blokgolfuitgang
Uitgang inschakelen (lage of hoge impedantie kan worden geselecteerd wanneer uitgeschakeld)
-55ºC tot 125ºC bedrijfstemperatuurbereik
Verkrijgbaar in laag profiel (slechts 1 mm hoogte) SOT-23 (ThinSOTTM) pakket en 2 mm x 3 mm DFN pakket
Kan er een alternatieve meetoplossing worden ontworpen die het aantal en de complexiteit van: componenten gerelateerd aan de ADC-signaalketen terwijl ook analoge spanning wordt gemeten? De oplossing is om een spanning-frequentieomvormer te gebruiken (zoals LTC6990, configureer deze als een spanningsgestuurde oscillator (VCO) -modus, zodat deze kan worden gebruikt om analoge spanning te meten zonder dat ADC nodig is. In dit voorbeeld is de precisie thermokoppel De AD8494-versterker is geconfigureerd als een omgevingstemperatuursensor en de uitgangsspanning wordt gebruikt als de ingang van de LTC6990 om een signaalketen voor temperatuur-frequentieomvormer te genereren.
Figuur 1. Eenvoudige temperatuur-frequentieomvormer.
Hoe temperatuurinvoer om te zetten in frequentie-uitvoer?
Tegenwoordig hebben veel moderne elektronische apparaten een temperatuurbewakingssysteem aan boord nodig. De methode om een analoog signaal om te zetten in een pulsbreedtemodulatiesignaal of een digitaal signaal is gedocumenteerd in een groot aantal documenten. Als de meetoplossing echter een ADC vereist, zijn er enkele nadelen met betrekking tot kosten, nauwkeurigheid en snelheid. Over het algemeen geldt: hoe nauwkeuriger de meting, hoe duurder de oplossing. Dit circuit biedt een goedkope en eenvoudig aan te sluiten universele oplossing, waarvan de nauwkeurigheid kan worden aangepast aan de behoeften van het temperatuurmeetsysteem.
AD8494 is een precisieversterker voor thermokoppels, maar kan ook worden gebruikt als omgevingstemperatuursensor door de ingang met aarde kort te sluiten. De uitvoer wordt gedefinieerd als:
In een circuit dat een unipolaire voeding gebruikt,
Q:
Als er nog maar één GPIO over is op de FPGA/microprocessor in het systeem, hoe voer je dan analoge metingen uit?
A:
In plaats van de analoog-naar-digitaal-omzetter kan een spanning-frequentie-omzetter worden gebruikt.
De ontwikkeling van ASIC's is echter tijdrovend en duur, en biedt niet de flexibiliteit om andere toepassingen aan te kunnen. Daarom gebruiken steeds meer toepassingen microprocessors of kleine FPGA's om de productontwikkeling op tijd, kosteneffectief en efficiënt te voltooien. In dit artikel zullen we een temperatuur-frequentieomvormer onderzoeken die alleen een GPIO-pin hoeft te gebruiken om nauwkeurige temperatuurresultaten te leveren. Dit artikel laat ook zien hoe u spannings-frequentieomvormers kunt gebruiken voor verschillende detectietoepassingen.
motivatie
Sommige sensormetingen (zoals temperatuur, vochtigheid en luchtdruk) zijn in wezen gelijkstroom en hun veranderingssnelheid is niet snel genoeg (en ze hebben geen voldoende nauwkeurige resolutie nodig) genoeg om te voldoen aan de vereisten van de ADC en het ontwerp overwegingen die ermee samenhangen. De meeste ADC's vereisen snelle en nauwkeurige klokgeneratie en timing, stabiele referentiespanningen, referentiebuffers met een zeer lage uitgangsimpedantie en analoge front-end circuits om de sensoruitgang goed te conditioneren voordat deze digitaal kan worden gekwantiseerd en doorgegeven. Het systeem wordt bewaakt. Bij het detecteren van de omgevingstemperatuur kunnen discrete toepassingen een thermistor in de Wheatstone-brug gebruiken en vervolgens de uitvoer door de instrumentatieversterker krijgen en deze vervolgens in de ADC invoeren. Dit ontwerp is een overontwerp, dat meer ruimte, kracht en rekencycli vereist dan de toepassing nodig heeft, en de toepassing zelf hoeft mogelijk slechts om de 15 seconden een meting uit te voeren.
LTC6990
Vaste frequentie of spanningsgestuurde werking
-Vast: een enkele weerstand is verantwoordelijk voor het instellen van de frequentie (maximale fout -VCO: twee weerstanden zijn verantwoordelijk voor het instellen van de VCO-centrumfrequentie en het afstembereik
Frequentiebereik: 488Hz tot 2MHz
2.25V tot 5.5V enkelvoudige voeding
72μA voedingsstroom (bij 100kHz)
500μs opstarttijd
VCO-bandbreedte> 300 kHz (bij 1 MHz)
CMOS logische uitgang kan 20mA leveren/absorberen;
50% inschakelduur blokgolfuitgang
Uitgang inschakelen (lage of hoge impedantie kan worden geselecteerd wanneer uitgeschakeld)
-55ºC tot 125ºC bedrijfstemperatuurbereik
Verkrijgbaar in laag profiel (slechts 1 mm hoogte) SOT-23 (ThinSOTTM) pakket en 2 mm x 3 mm DFN pakket
Kan een alternatieve meetoplossing worden ontworpen die het aantal en de complexiteit van componenten met betrekking tot de ADC-signaalketen kan verminderen en tegelijkertijd analoge spanning kan meten? De oplossing is om een spanning-frequentieomvormer te gebruiken (zoals LTC6990, configureer deze als een spanningsgestuurde oscillator (VCO) -modus, zodat deze kan worden gebruikt om analoge spanning te meten zonder dat ADC nodig is. In dit voorbeeld is de precisie thermokoppel De AD8494-versterker is geconfigureerd als een omgevingstemperatuursensor en de uitgangsspanning wordt gebruikt als de ingang van de LTC6990 om een signaalketen voor temperatuur-frequentieomvormer te genereren.
Figuur 1. Eenvoudige temperatuur-frequentieomvormer.
Hoe temperatuurinvoer om te zetten in frequentie-uitvoer?
Tegenwoordig hebben veel moderne elektronische apparaten een temperatuurbewakingssysteem aan boord nodig. De methode om een analoog signaal om te zetten in een pulsbreedtemodulatiesignaal of een digitaal signaal is gedocumenteerd in een groot aantal documenten. Als de meetoplossing echter een ADC vereist, zijn er enkele nadelen met betrekking tot kosten, nauwkeurigheid en snelheid. Over het algemeen geldt: hoe nauwkeuriger de meting, hoe duurder de oplossing. Dit circuit biedt een goedkope en eenvoudig aan te sluiten universele oplossing, waarvan de nauwkeurigheid kan worden aangepast aan de behoeften van het temperatuurmeetsysteem.
AD8494 is een precisieversterker voor thermokoppels, maar kan ook worden gebruikt als omgevingstemperatuursensor door de ingang met aarde kort te sluiten. De uitvoer wordt gedefinieerd als:
In een circuit dat een unipolaire voeding gebruikt,
De connecties: LM190E08-TLK1 SKIIP83EC125T1