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ADT761带串联电阻消除的1C温度监测器

时间:2019-9-10, 来源:互联网, 文章类别:元器件知识库

ADT7461是一种双通道数字温度计和温度过低/过高警报,用于PC和热管理系统。它与ADM1032兼容。ADT7461具有三个附加功能:串联电阻消除(其中与温度监测二极管串联的高达3 K(典型)电阻可从温度结果中自动消除,允许噪声过滤);可配置警报输出;以及扩展的、可切换的温度测量范围。ADT7461可以精确测量远程热二极管的温度±1°C和环境温度±3°c.温度测量范围默认为0°C to 127°C,与ADM1032兼容,但可以切换到更宽的测量范围-55°C to 150°c.ADT7461通过与系统管理总线(SMBus)标准兼容的2线串行接口进行通信。当芯片或远程温度超出范围时,一个警报输出信号。Therm输出是一个比较器输出,允许对冷却风扇进行开/关控制。如果需要,警报输出可以重新配置为第二个热输出。

ADT7461的SMBus地址是0x4C。ADT7461-2也可用,它使用SMBus地址0x4D。

特征

(1)、芯片和远程温度传感器;

(2)、远程通道上0.25°C分辨率/1°C精度;

(3)、本地信道上1°C分辨率/3°C精度;

(4)、自动消除与远程二极管串联的高达3 K(典型值)电阻,以允许噪声过滤•扩展、可切换的温度测量范围;0摄氏度至+127摄氏度(默认值)或-55摄氏度至+150摄氏度;

(5)、引脚和寄存器与ADM1032兼容•支持SMBus警报的2线SMBus串行接口•提供两种SMBus地址版本:*ADT7461 SMBus地址为0x4C*ADT7461-2 SMBus地址为0x4D;

(6)、可编程超/低温限制;

(7)、用于系统校准的偏移寄存器;

(8)、最多两个过热故障安全热输出;

(9)、小型8-铅SOIC NB或8-铅MSOP封装;

(10)、170 A工作电流,5.5 A备用电流;

(11)、这些是无铅设备。

应用:台式和笔记本电脑;工业控制器;智能电池;嵌入式系统;仪表。

功能描述

ADT7461是一个本地和远程温度传感器和温度过高/过低警报,具有附加功能,可与温度监测二极管串联,自动消除3K(典型)电阻的影响。当ADT7461正常工作时,车载ADC以自由运行模式工作。模拟输入多路复用器交替选择片上温度传感器来测量其本地温度或远程温度传感器。ADC将这些信号数字化,结果存储在本地和远程温度值寄存器中。

将本地和远程测量结果与存储在8个片上寄存器中的相应高、低和热温度限值进行比较。超出限制的比较生成存储在状态寄存器中的标志。超过高温极限、低温极限或外部二极管故障的结果会导致警报输出保持低。超过热温度限制会导致热输出保持低。警报输出可以重新编程为第二个热输出。

可以通过串行smbus对限制寄存器进行编程,并对设备进行控制和配置。任何寄存器的内容也可以通过smbus读回。

控制和配置功能包括在正常操作和待机模式之间切换设备、选择温度测量刻度、屏蔽或启用警报输出、在警报和Therm2之间切换引脚6以及选择转换率。

串联电阻消除

与远程二极管串联的ADT7461的D+和D-输入的寄生电阻由多种因素引起,包括PCB跟踪电阻和跟踪长度。此串联电阻在遥感器的温度测量中显示为温度偏移。此错误通常会导致与远程二极管串联的每欧姆寄生电阻偏移0.5°C。

ADT7461自动消除了该串联电阻对温度读数的影响,给出了更准确的结果,而无需用户对该电阻进行表征。ADT7461被设计为自动消除通常高达3K的电阻。通过使用先进的温度测量方法,这对用户是透明的。此功能允许将电阻添加到传感器路径以产生滤波器,从而允许部件在噪声环境中使用。有关详细信息,请参见“噪波过滤”部分。

温度测量方法

测量温度的一种简单方法是通过测量在恒定电流下工作的晶体管的基极发射极电压(v)来利用二极管的负温度系数。然而,这项技术需要校准以消除v的绝对值的影响,v的绝对值因设备而异。ADT7461中使用的技术是测量装置在三种不同电流下工作时V的变化。以前的设备只使用了两个工作电流,但它是使用第三个电流,允许与外部温度传感器串联电阻的自动消除。是图15显示了用于测量外部温度传感器输出的输入信号调节。此图显示外部传感器作为衬底晶体管,但也可以是分立晶体管。如果使用分立晶体管,集电极将不接地,并应连接到基座。为了防止接地噪声干扰测量,传感器的更负端子不参考接地,而是通过D输入处的内部二极管偏置在地上。C1可作为噪声滤波器添加(建议最大值为1000 pF)。但是,在噪声环境中,更好的选择是添加一个过滤器,如噪声过滤部分所述。有关C1的更多信息,请参阅布局注意事项部分。

为了测量电压,通过传感器的工作电流在三个相关电流之间切换。图15显示了电流的不同倍数n1×i和n2×i。通过温度二极管的电流在i和n1×i之间切换,得到v,然后在i和n2×i之间切换,得到v。然后可以使用两个v测量值计算温度。这种方法还可以消除任何串联电阻对温度测量的影响。BE1BE2是产生的v波形通过65khz低通滤波器去除噪声,然后进入斩波器稳定放大器。这将放大和整流波形以产生与V成比例的直流电压。ADC将此电压数字化并产生温度测量。为了减少噪声的影响,在低转换率下,通过平均16个测量周期的结果来执行数字滤波。以每秒16、32和64次转换的速率,不进行数字平均。内部温度传感器的信号调节和测量以相同的方式进行。

温度测量结果

本地和远程温度测量的结果存储在本地和远程温度值寄存器中,并与编程到本地和远程高下限寄存器中的限值进行比较。

本地温度值在寄存器0x00中,分辨率为1°C。外部温度值存储在两个寄存器中,上部字节在寄存器0x01中,下部字节在寄存器0x10中。只使用外部温度低字节中的两个msb。这使外部温度测量具有0.25°C的分辨率。表6显示了外部温度低字节的数据格式。

当读取全部外部温度值(高字节和低字节)时,应连续读取两个寄存器。读取一个寄存器不会锁定另一个寄存器,因此应在下一个转换完成之前读取这两个寄存器。实际上,有足够的时间读取两个寄存器,因为smbus上的事务明显快于转换时间。

温度测量范围

默认情况下,内部和外部测量的温度测量范围为0°C到+127°C。但是,ADT7461可以使用扩展的温度范围进行操作。它可以测量外部二极管的全部温度范围,从-55°C到+150°C。用户可以通过设置或清除配置寄存器中的位2在这两个温度范围之间切换。在改变温度范围后的下一个测量循环中,可获得有效结果。

在扩展温度模式下,ADT7461可测量的上下温度受远程二极管选择的限制。温度寄存器本身的值可以在-64°C到+191°C之间。但是,大多数温度感应二极管的最大温度范围为-55°C到+150°C。超过150°C时,它们可能会失去半导体特性和近似导体。这会导致二极管短路。在这种情况下,读取温度结果寄存器将给出最后一个良好的温度测量值。用户应注意,对于超出遥感器工作范围的温度,外部通道上的温度测量可能不准确。

虽然可以在部件处于扩展温度模式时进行本地和远程温度测量,但ADT7461本身不应暴露在高于绝对最大额定值部分中规定的温度下。此外,该装置只能在-40°C至+120°C的环境温度下按规定运行。

温度数据格式

ADT7461有两种温度数据格式。当温度测量范围为0°C到+127°C(默认值)时,内部和外部温度结果的温度数据格式均为二进制。当测量范围处于扩展模式时,内部和外部结果都使用偏移二进制数据格式。偏移二进制数据格式中的温度值偏移64°C。两种数据格式中的温度示。

用户可以随时在测量范围之间切换。切换范围也会切换数据格式。切换后的下一个温度结果将以新格式报告回寄存器。但是,限制寄存器的内容没有改变。当数据格式改变时,用户必须确保根据需要重新编程限位寄存器。有关详细信息,请参阅限制寄存器部分。

ADT7461寄存器

ADT7461总共包含22个8位寄存器。这些寄存器用于存储远程和本地温度测量结果以及高低温限值,并用于配置和控制设备。下面是对这些寄存器的描述。其他详情见表8至表12。

地址指针寄存器

地址指针寄存器没有或不需要地址,因为每个写操作的第一个字节都会自动写入该寄存器。第一个字节中的数据始终包含ADT7461上另一个寄存器的地址,该寄存器存储在地址指针寄存器中。此寄存器地址由写入操作的第二个字节写入,或用于后续的读取操作。

地址指针寄存器的开机默认值为0x00。因此,如果在通电后立即执行读取操作,而不首先写入地址指针,则会返回本地温度值,因为其寄存器地址为0x00。

温度值寄存器

ADT7461有三个寄存器来存储本地和远程温度测量的结果。这些寄存器只能由adc写入,用户可以通过smbus读取。本地温度值寄存器位于地址0x00。外部温度值高字节寄存器位于地址0x01,低字节寄存器位于地址0x10。所有三个寄存器的开机默认值为0x00。

配置寄存器

配置寄存器在读时为地址0x03,在写时为地址0x09。其开机默认值为0x00。只使用配置寄存器的四位。位0、1、3和4是保留的,用户不应写入。配置寄存器的第7位用于屏蔽警报输出。如果位7为0,则启用警报输出。这是开机默认值。如果位7设置为1,则警报输出被禁用。这仅适用于引脚6配置为警报的情况。如果引脚6配置为therm2,则位7的值不起作用。

如果第6位设置为0(默认开机),则设备处于ADC转换的工作模式。如果位6设置为1,则设备处于待机模式,且ADC不转换。但是,smbus在待机模式下仍保持活动状态,因此可以在此模式下通过smbus从adt7461读取或写入值。警报和热量输出在待机模式下也处于激活状态。在待机模式下对寄存器所做的更改会影响热输出或警报输出,从而导致这些信号被更新。位5确定ADT7461上引脚6的配置。如果位5为0(默认),则引脚6配置为警报输出。如果位5为1,则引脚6配置为therm2输出。位7,即警报屏蔽位,仅当引脚6被配置为警报输出时才激活。如果将引脚6设置为therm2输出,则位7不起作用。位2设置温度测量范围。如果位2为0(默认值),则温度测量范围设置在0°C到+127°C之间。将位2设置为1意味着测量范围设置为扩展温度范围。

转换率寄存器

转换率寄存器在读时为地址0x04,在写时为地址0x0A。该寄存器的最低四位用于通过将内部振荡器时钟除以1、2、4、8、16、32、64、128、256512或1024来编程转换率,以给出从15.5 ms(代码0x0a)到16 s(代码0x00)的转换时间。例如,每秒8次转换的转换率意味着以125 ms的间隔开始;设备在内部和外部温度通道上执行转换。此寄存器可以写入smbus并通过smbus读取。此寄存器的高位四位未使用,必须设置为0。此寄存器的默认值为0x08,每秒转换16次。如表9所示,使用较慢的转换时间大大降低了设备功耗。

极限寄存器

ADT7461有八个极限寄存器:本地和远程温度测量的高、低和热温度极限。远程温度上限和下限跨越两个寄存器,每个寄存器包含一个上限和一个下限字节。还有一个热滞后寄存器。所有限制寄存器都可以写入smbus并通过smbus读取。有关限制寄存器及其开机默认值的地址详细信息。

当引脚6被配置为警报输出时,高限寄存器执行>比较,而低限寄存器执行≤比较。例如,如果上限寄存器编程为80°C,则测量81°C会导致超出极限条件,在状态寄存器中设置标志。如果下限寄存器编程为0°C,测量0°C或更低温度将导致超出极限条件。

超过本地或远程热限值即表示热低。当管脚6被配置为Therm2时,超过本地或远程高限将断言Therm2低。默认滞后值为10°c适用于两个热通道。此滞后值可以在通电后重新编程为任何值(寄存器地址0x21)。

必须记住,温度限值数据格式与温度测量数据格式相同。因此,如果温度测量使用默认二进制,温度限制也使用二进制刻度。但是,如果温度测量刻度被切换,则温度限制不会自动切换。用户必须以正确的数据格式将限位寄存器重新编程为所需值。例如,如果远程下限设置为10°C,并且使用默认二进制刻度,则极限寄存器值应为0000 1010B。如果刻度切换为偏移二进制,则低温极限寄存器中的值应重新编程为0100 1010B。

状态寄存器

状态寄存器是地址0x02处的只读寄存器。它包含ADT7461的状态信息。状态寄存器的第7位表示ADC在高电平时正忙于转换。此寄存器中的其他位标记超出限制的温度测量(位6到3,位1到0)和遥感器开路(位2)。

如果将引脚6配置为警报输出,则适用以下情况。如果本地温度测量值超过其限值,则状态寄存器的位6(上限)或位5(下限)断言标记此条件。如果远程温度测量超过其极限,则第4位(上限)或第3位(下限)断言。位2断言在遥感器上标记开路状态。这五个标志不在一起,因此如果其中任何一个是高的,警报中断锁存器被设置,警报输出变低。读取状态寄存器将清除五个标志位6到2,前提是导致设置标志的错误条件已经消失。只有当相应的值寄存器包含限内测量值或传感器良好时,才能重置标志位。

警报中断闩锁不会通过读取状态寄存器重置。当读取设备地址的主机为警报输出提供服务时,如果错误条件消失,并且状态寄存器标志位被重置,它将重置;当设置标志1和/或标志0时,热输出变低,以指示温度测量值超出编程限制。与警报输出不同,热输出不需要重置。一旦测量值在限制范围内,相应的状态寄存器位将自动重置,热输出将变高。用户可以通过编程寄存器0x21来添加滞后。只有当温度降到极限值减去滞后值时,热输出才会重置;当引脚6配置为Therm2时,只有高温极限才相关。如果设置了标志6和/或标志4,则Therm2输出变低,以指示温度测量值超出编程限制。标记5和标记3对therm2没有影响。否则,therm2的行为与therm相同。

偏移寄存器

偏移误差可以通过时钟噪声或远离热点的热二极管引入到远程温度测量中。若要在此通道上达到指定的精度,必须删除这些偏移。

偏移量值存储为寄存器0x11(高字节)和0x12(低字节,左对齐)中的10位两补值。仅使用寄存器0x12的高位2位。寄存器0x11的msb是符号位。可编程的最小偏移为-128°C,最大偏移为+127.75°C。偏移寄存器中的值将添加到远程温度的测量值中。

偏移寄存器以默认值0°C通电,除非用户向其写入不同的值,否则无效。

一次性寄存器

当ADT7461处于待机模式时,一次寄存器用于启动转换和比较循环,之后设备返回待机状态。写入一次性寄存器地址(0x0f)会导致ADT7461在内部和外部温度通道上执行转换和比较。这不是这样的数据寄存器;对地址0x0f的写操作会导致一次性转换。写入此地址的数据是不相关的,不会被存储。

连续警报寄存器

写入此寄存器的值确定在生成警报之前必须发生多少超出限制的测量。默认值是一个超出限制的度量值生成警报。可以选择的最大值是4。这个寄存器的目的是允许用户对输出进行一些过滤。这在最快的三种转换率下尤其有用,在这种情况下不进行平均。此寄存器位于地址0x22。

串行总线接口

ADT7461的控制通过串行总线执行。在主设备的控制下,adt7461作为从设备连接到该总线。转换序列完成后,至少一个转换时间内不应存在到ADT7461的SMBus事务,以允许完成下一个转换。转换时间取决于在转换率寄存器中编程的值。

ADT7461具有SMBus超时功能。启用此选项时,SMBus通常在25毫秒不活动后超时。但是,默认情况下不启用此功能。应设置连续警报寄存器(地址=0x22)的第7位以启用它。

寻址设备

通常,每个smbus设备都有一个7位设备地址,除了一些扩展了10位地址的设备。当主设备通过总线发送设备地址时,具有该地址的从设备响应。ADT7461具有一个设备地址0x4C(1001 100B)。ADT7461-2还提供一个设备地址0x4D(1001 101B)

串行总线协议的操作如下:

1. 主机通过建立启动条件来启动数据传输,该条件定义为串行数据线sdata上的从高到低转换,而串行时钟线sclk保持高。这表示地址/数据流将跟随。连接到串行总线的所有从机外设都对启动条件做出响应,并在接下来的8位中进行移位,这8位由7位地址(首先是msb)加上r/w位组成,r/w位决定数据传输的方向,即数据将被写入从机设备还是从中读取。其地址对应于所发送地址的外围设备通过在第九时钟脉冲(称为确认位)之前的低周期中将数据线拉低来响应。总线上的所有其他设备现在都处于空闲状态,而选定的设备则等待从中读取或写入数据。如果r/w位为0,则主设备写入从设备。如果r/w位是1,则主设备从从设备读取。

2. 数据通过串行总线以一系列的非时钟脉冲发送,8位数据后接从设备的一个确认位。数据线上的转换必须在低时段发生在高周期内保持稳定,因为当时钟高时从低到高的转换可以被解释为停止信号。单次读写操作中可通过串行总线传输的数据字节数仅受主设备和从设备所能处理的内容的限制。

3. 当读取或写入所有数据字节时,将建立停止条件。在写入模式下,主机在第十个时钟脉冲期间将数据线拉高以断言停止条件。在读取模式下,主设备通过在第九时钟脉冲之前的低周期中将数据线拉高来覆盖确认位。这就是所谓的不承认。然后,主机在第十个时钟脉冲之前的低时段将数据线取低,然后在第十个时钟脉冲期间取高,以断言停止条件。

在一次操作中,可以通过串行总线传输任意数量的数据,但不能在一次操作中混合读取和写入,因为操作类型是在开始时确定的,并且在不启动新操作的情况下无法随后更改。对于ADT7461,写操作包含一个或两个字节,而读操作包含一个字节。

要将数据写入其中一个设备数据寄存器或从中读取数据,必须设置地址指针寄存器,以便对正确的数据寄存器进行寻址。写入操作的第一个字节始终包含存储在地址指针寄存器中的有效地址。如果要将数据写入设备,则写入操作包含写入地址指针寄存器所选寄存器的第二个数据字节。

如图16所示。设备地址通过总线发送,然后R/W设置为0。后面跟着两个数据字节。第一个数据字节是要写入的内部数据寄存器的地址,它存储在地址指针寄存器中。第二个数据字节是要写入内部数据寄存器的数据。图16至图18所示的示例使用ADT7461 SMBus地址0x4C。

当从寄存器读取数据时,有两种可能。

1. 如果ADT7461的地址指针寄存器值未知或不是所需的值,则必须将其设置为正确的值,然后才能从所需的数据寄存器读取数据。这是通过像以前一样写入ADT7461来完成的,但是只发送包含寄存器读取地址的数据字节,因为数据不会写入寄存器,如图17所示。

然后执行读取操作,包括串行总线地址,r/w位设置为1,然后从数据寄存器读取数据字节,如图18所示。

2. 如果已知地址指针寄存器位于所需地址,则可以从相应的数据寄存器读取数据,而无需首先写入地址指针寄存器,并且可以省略图17所示的总线事务。

虽然可以在不首先写入地址指针寄存器的情况下从数据寄存器读取数据字节,但如果地址指针寄存器已经处于正确的值,则不可能在不写入地址指针寄存器的情况下将数据写入寄存器,因为写入的第一个数据字节总是写入addreSS指针寄存器。

另外,有些寄存器有不同的读写地址。如果要将数据写入寄存器,则必须将寄存器的写入地址写入地址指针,但可能无法从该地址读取数据。寄存器的读取地址必须写入地址指针,然后才能从该寄存器读取数据。

报警输出

这适用于将引脚6配置为警报输出的情况。每当检测到超出极限的测量值或如果远程温度传感器开路时,警报输出将变低。它是一个开漏输出并且需要向上拉至V。几个警报输出可以连接在一起,因此如果一个或多个警报输出变低,公共线变低。DD警报输出可以用作处理器的中断信号,也可以用作smbalert。SMBus上的从属设备通常无法向总线主设备发送他们想要通话的信号,但SMBAlert功能允许他们这样做。一个或多个警报输出可以连接到连接到主服务器的公用smbalert线路。当其中一个设备拉低smbalert行时,会发生图19所示的过程。

1、smbalert被拉低。

2、主机启动读取操作并发送警报响应地址(ara=0001 100)。这是一个不能用作特定设备地址的常规呼叫地址。

3、警报输出低的设备响应警报响应地址,主机读取其设备地址。由于设备地址是7位,因此添加了1的lsb。设备的地址现在是已知的,可以用通常的方式询问。

4、如果多个设备上的警报输出低,则根据正常SMBus仲裁,具有最低设备地址的设备具有优先级。

5、一旦ADT7461响应AlertResponse地址,它将重置其警报输出,前提是导致警报的错误条件不再存在。如果smbalert行保持低位,则主服务器再次发送ara;此序列将继续,直到警报输出为低位的所有设备都响应。

低功耗待机模式

通过设置配置寄存器的位6,ADT7461可以进入低功耗待机模式。当第6位是低,ADT7461工作正常。当第6位高时,ADC被禁止,任何正在进行的转换都将终止,而不将结果写入相应的值寄存器。SMBus仍处于启用状态。如果没有SMBus活动,待机模式下的功耗将降低到小于10 A;如果总线上有时钟和数据信号,则功耗将降低到100 A。

当设备处于待机模式时,仍然可以通过写入一次寄存器(地址0x0f)来启动两个通道的一次转换,然后设备返回待机状态。写入一次性寄存器的内容无关紧要,因为写入寄存器的所有数据都将被忽略。也可以在待机状态下将新值写入限制寄存器。如果存储在温度值寄存器中的值现在超出了新的限制,即使ADT7461仍处于待机状态,也会生成警报。

传感器故障检测

在其D+输入端,ADT7461包含内部传感器故障检测电路。此电路可检测外部远程二极管未连接或未正确连接到ADT7461的情况。如果D+处的电压超过V-1 V(典型值),则一个简单的电压比较器跳闸,表示D+和D-之间存在开路。在开始转换时检查比较器的输出。如果检测到故障,则设置状态寄存器(打开标志)的位2。如果启用了警报管脚,则设置此标志将导致警报断言为低。如果用户不希望将外部传感器与ADT7461一起使用,则为了防止打开标志的连续设置,用户应将D+和D-输入连接在一起。

ADT7461中断系统

ADT7461有两个中断输出,Alert和Therm。两者都有不同的功能和行为。警报是可屏蔽的,对违反软件编程温度限制或外部二极管开路故障做出响应。therm是一个不能屏蔽的故障安全中断输出。

如果外部或本地温度超过编程设定的高温极限或等于或超过低温极限,则报警输出被断言为低。外部二极管上的开路故障也会导致报警。如果错误条件消失且状态寄存器已重置,则当主机读取其设备地址时,警报将重置。

如果外部或局部温度超过编程设定的温度极限,则热输出断言为低。温度限值通常应等于或大于高温限值。当温度回落到热限值内时,热自动复位。默认情况下,外部限制设置为85°C,这是当地的温度极限。可以对滞后值进行编程,以便当温度降到极限值减去滞后值时,热重置。这适用于本地和远程测量通道。开机滞后默认值为10°C,但在通电后,可以将其重新编程为任何值。当使用热开关控制风扇时,热输出上的滞后回路非常有用。可以设置用户的系统,以便在therm断言时,可以打开风扇来冷却系统。当热量再次升高时,风扇可以关闭。设定滞后该值可防止风扇抖动徘徊在温度极限附近,风扇不断切换。

应用程序信息

噪声滤波

对于在噪声环境中工作的温度传感器,行业标准做法是在D+和D-引脚上放置一个电容器,以帮助消除噪声的影响。然而,大电容会影响温度测量的精度,因此推荐的最大电容值为1000 pf。虽然这种电容器降低了噪音,但并不能消除噪音,这使得传感器很难在非常嘈杂的环境中使用。

在消除噪声对外部传感器的影响方面,adt7461比其他设备具有主要优势。串联电阻消除特性允许在外部温度传感器和部件之间构造滤波器。与遥感器串联的任何滤波器电阻的影响都会从温度结果中自动消除。

滤波器的结构允许ADT7461和远程温度传感器在噪声环境中工作。图22显示了具有以下值的低通r-c-r滤波器:R=100和C=1nF

这种滤波同时降低了共模噪声和差分噪声。

遥感二极管

ADT7461设计用于处理器中内置的衬底晶体管或离散晶体管。基片晶体管通常是pnp型,集电极与基片相连。离散型可以是PNP或NPN晶体管作为二极管连接(基极对集电极短路)。如果使用npn晶体管,则集极和基极连接到d+,发射极连接到d-。如果使用PNP晶体管,则集极和基极连接到D-,发射极连接到D+。

为了减少由于衬底晶体管和分立晶体管的变化而产生的误差,应考虑以下几个因素:

(1)、晶体管的理想因子nf是热二极管偏离理想行为的度量。ADT7461被修剪为NF值1.008。当使用nf不等于1.008的晶体管时,可以使用以下公式计算在温度t(℃)下引入的误差。T(NF 1.008)1.008(273.15开尔文T)(式1)要将此因素考虑在内,用户可以将t值写入偏移寄存器。然后由ADT7461自动加入或减去温度测量值。

(2)、一些CPU制造商规定了衬底晶体管的高电流和低电流电平。ADT7461的高电流电平为96 A,低电流电平为6 A。如果ADT7461的电流电平与CPU制造商指定的电流电平不匹配,则可能需要消除偏移。CPU数据表建议是否需要删除此偏移量以及如何计算它。此偏移量可编程到偏移寄存器。需要注意的是,如果必须考虑多个偏移量,则必须将这些偏移量的代数和编程到偏移寄存器中。

如果离散晶体管与ADT7461一起使用,则根据以下标准选择器件可获得最佳精度:

(1)、在最高工作温度下,6 A时的基极发射极电压大于0.25 V。

(2)、在最低工作温度下,100 A时的基极发射极电压小于0.95 V。

(3)、基础电阻小于100。

(4)、H(50至150)的微小变化,表明对VBE特性的严格控制。铁晶体管,例如2N3904、2N3906或SOT-23封装中的等效器件是适合使用的器件。

热惯性与自加热

精度取决于遥感二极管和/或内部温度传感器的温度与被测环境的温度相同;许多因素会影响这一点。理想情况下,传感器应与被测系统部件保持良好的热接触。否则,由传感器质量引起的热惯性会导致传感器对温度变化的响应滞后。对于遥感器,这不应该是一个问题,因为它要么是处理器中的衬底晶体管,要么是放置在其附近的小型封装设备,如SOT-23。

然而,片上传感器通常远离处理器,只监测封装周围的一般环境温度。SOIC-8封装在静止空气中的热时间常数约为140秒,如果环境空气温度迅速变化100度,则ADT7461的结温需要大约12分钟(5个时间常数)才能稳定在1度范围内。实际上,adt7461封装与pcb接触是电的,因此也是热的,并且也可能处于强制气流中。电路板和/或强制气流的温度如何准确地反映待测温度也会影响精度。由于ADT7461或遥感器中的功率耗散而产生的自加热导致设备或遥感器的芯片温度高于环境温度。然而,通过遥感器的电流很小,自加热可以忽略不计。对于ADT7461,最坏的情况发生在设备以每秒64次转换的速度转换时,同时在警报和热输出处下沉1毫安的最大电流。在这种情况下,器件的总功耗约为4.5mw。soic-8封装的热阻约为121°c/w。

布局注意事项

数字电路板可能是电噪声环境,而ADT7461测量的是来自遥感器的非常小的电压,因此必须注意尽量减少传感器输入端产生的噪声。应采取以下预防措施:

1、将ADT7461尽可能靠近遥感二极管。如果避免了最差的噪声源,如时钟发生器、数据/地址总线和CRT,则此距离可以为4英寸到8英寸。

2、将D+和D-轨道平行布置在一起,每侧有接地保护轨道。为了减小电感和降低噪声拾取,建议轨道宽度和间距为5 mil。如有可能,在轨道下方提供一个接地平面。

图23。信号线典型布置

3、尽量减少可能导致热电偶效应的铜/焊接接头数量。在使用铜/焊点的地方,确保它们位于D+和D-路径中且处于相同的温度。热电偶效应不应成为主要问题,因为1°C对应约200 mV,热电偶电压约为3 mV/℃的温差。除非有两个温差较大的热电偶,否则热电偶电压应远小于200毫伏。

4、将一个0.1F旁路电容器放在VPIN附近。在极为嘈杂的环境中,输入滤波器电容器可以放置在靠近ADT7461的D+和D-上。此电容会影响温度测量,因此必须注意确保在D+和D-处看到的任何电容是DD

最大1000 pf。这个最大值

包括滤波器电容加上管脚和传感器二极管之间的任何电缆或杂散电容。5。如果到遥感器的距离超过8英寸,建议使用双绞线。这可以达到6到12英尺。对于非常长的距离(高达100英尺),请使用屏蔽双绞线,如贝尔登8451号话筒电缆。将双绞线连接到D+和D-,将屏蔽连接到靠近ADT7461的GND。保持防护罩的远端未连接以避免接地回路。

由于测量技术使用开关电流源,过大的电缆或滤波器电容会影响测量。当使用长电缆时,可以减小或消除滤波器电容。

应用电路

图24显示了ADT7461的典型应用电路,使用通过屏蔽双绞线连接的离散传感器晶体管。仅当SCLK、SData和Alert上的上拉功能尚未在系统中的其他位置提供时,才需要它们。

ADT7461的SCLK和SData引脚可以直接连接到I/O控制器的SMBus,如Intel820芯片组。


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