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Convertire una temperatura in dati (bits)

LTC2997 Convertire una temperatura in dati (bits)

L'LTC2997 è un sensore di temperatura ad alta precisione. Converte la temperatura di un sensore esterno o la sua temperatura in una tensione di uscita analogica. Un algoritmo built-in elimina gli errori dovuti alla resistenza in serie dei sensori tra l'LTC2997 e il diodo sensore.

L'LTC2997 fornisce risultati precisi con i transistor "diode connected" a basso costo PNP o NPN o con i transistor integrati su microprocessori o FPGAs. Collegando il pin D+ al VCC si configura LTC2997 per misurare la temperatura interna. L'LTC2997 fornisce un'ulteriore tensione di 1.8V che può essere utilizzata come ingresso di riferimento per l'ADC o per generare tensioni di soglia della temperatura da confrontare con l'uscita VPTAT. Inoltre, l'LTC2997 fornisce una soluzione micropower precisa e versatile per il rilevamento preciso della temperatura.

Le caratteristiche dell'LTC2997

    • Package DFN a 6 conduttori da 2mmx3mm
    • Precisione della temperatura interna di ±1.5°C
    • Tensione di alimentazione da 2.5V a 5.5V
    • Precisione della temperatura remota di ±1°C
    • Uscita della tensione di riferimento di 1,.8V
    • Annullamento della resistenza in serie integrata
    • Corrente di riposo di 170μA
    • Converte la temperatura del diodo remoto o interno in tensione analogica
    • Tempo di aggiornamento VPTAT di <3.5ms
    • Guadagno dell'uscita di 4 mV/°C

Le applicazioni dell'LTC2997

    • energy harvesting
    • i computer desktop e notebook
    • i server di rete
    • il controllo termico dei sistemi
    • il monitoraggio ambientale

Il diagramma a blocchi dell'LTC2997

Il diagramma a blocchi mostra i componenti principali dell'LTC2997. L'LTC2997 misura la temperatura utilizzando un diodo remoto o interno e fornisce una tensione tampone proporzionale alla temperatura assoluta (VPTAT) ed una tensione tampone di riferimento da 1.8V. Le misure remote della temperatura utilizzano un diodo collegato come transistor come un sensore di temperatura, permettendo al sensore remoto di essere un NPN (es. MMBT3904) o un dispositivo embedded PNP in un microprocessore o un FPGA. Le misurazioni di temperatura sono condotte misurando la tensione del diodo a correnti multiple di prova. L'equazione del diodo può essere risolta per T, dove T sono i gradi Kelvin, IS è un fattore di processo nell'ordine di 10-13A, η è il fattore di idealità del diodo, k è la costante di Boltzmann e q è la carica dell'elettrone:

Questa equazione ha una relazione tra temperatura e tensione, a seconda del processo variabile dipendente IS. Misurando lo stesso diodo (con lo stesso valore dell'IS) a due correnti diverse si ottiene un'espressione che è indipendente dalla IS. Il valore diventa il rapporto tra le due correnti, che è un processo indipendente.

Misurazioni di temperatura
Prima di ogni conversione un comparatore di tensione collegato a D+ imposta automaticamente l'LTC2997 in modalità esterna o interna. Collegando D+ a VCC si attiva la modalità interna e VPTAT rappresenta la temperatura "die". Il guadagno VPTAT, KT, è 4mV/K. La temperatura in Kelvin è facilmente calcolabile:

Per VD+ più di 300mV sotto VCC (tipico), l'LTC2997 presuppone che un sensore esterno è collegato e inizierà a inviare le correnti di rilevamento al diodo sensore remoto. L'anodo del sensore esterno deve essere collegato al pin +D. Il catodo deve essere collegato a D- per una migliore immunità ai disturbi esterni. Per misurazioni di singolo wire il catodo del sensore è collegato al GND remoto e D- deve essere collegato al GND locale. Piccole tensioni DC (<±200mV) tra i due catodi non influiscono la precisione di misurazione. Tensioni AC a multipli dispari di 6 kHz (±20%) causano errori di misurazione della temperatura. L'LTC2997 è calibrato per produrre un guadagno VPTAT di 4mV/K per un diodo remoto con un fattore ideale di 1.004. Un algoritmo built-in cancella gli errori dovuti alla resistenza in serie fino a 100Ω di un errore minore di 1°C. L'LTC2997 misura continuamente il diodo sensore a diversi correnti di prova e aggiorna VPTAT ogni 3.5ms (tipico).

Scegliere il sensore
L'LTC2997 è tarato in fabbrica per un fattore ideale di 1.004, che è tipico del transistor NPN MMBT3904. La purezza del semiconduttore e l'elaborazione wafer-level limitano la variazione device-to-device, rendendo questi dispositivi intercambiabili tra più produttori con un errore di temperatura in genere meno di 0.5°C.

L'LTC2997 può sopportare fino a ±4kV scarica elettrostatica ESD, al di là di questa tensione si può danneggiare o degradare il dispositivo come ad esempio abbassare la precisione della misurazione del sensore remoto a causa di un aumento delle correnti di dispersione su D+ e D-.

Con LTC2997 è possibile anche controllare la ventola del PC in base alla temperatura. Questo progetto è applicabile al proprio PC per tenere sotto controllo sia la temperatura sia il rumore (che produce la ventola).

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ritratto di Ric71

Interessante applicazione,

Interessante applicazione, seguo sempre le application della Linear Technology e questa mi sembra possa essere di aiuto in molti progetti. Con un semplice transistor low-cost si riescono ad avere precisioni paragonabili a costose sonde. Grazie

ritratto di Emanuele

Sensori di temperatura

Una applicazione interessante potrebbe essere quella di misurare due zone di uno stesso circuito stampato. Quella dove è posizionato l'ic ed una remota, che utilizzerebbe il transistor come sonda esterna, possibilmente un smd.

Lo switch tra le due misurazioni potrebbe avvenire iniettando un segnale positivo (Vcc) sul pin D+ dell'LTC2997 (facendo in modo che non interferisca con il treansistor esterno)

Potrebbe essere un'idea...

ritratto di fra83

Ottima l'idea di

Ottima l'idea di Emanuele,sarebbe una zonizzazione del pcb

 

 

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