為什么850PPM /°C無補償TC不適用于使用溫度查找功能的系統(tǒng)

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簡介

對于依賴于溫度的系統(tǒng)上的應用，可調電阻的阻值可在溫度范圍內變化是非常有幫助的。通常，人們會認為電位計是在這種情況下使用的最合適的設備。但是，在空間有限的系統(tǒng)中，尤其是集成電路（IC），使用電位計是不切實際的。這是溫度控制的數字電阻器進入的地方。

DS1847和DS1848是溫度控制的數字電阻器。這些部件具有一個EEPROM查找表，該表允許將電阻功能R（T）輸入到存儲器中，然后這些部件能夠根據環(huán)境溫度自調節(jié)其電阻。這些零件的主要應用是插入需要通過可變電阻實現的溫度校準的系統(tǒng)中。使用它們的好處包括消除了笨重的機械電位器，IC可靠性，系統(tǒng)校準自動化以及系統(tǒng)溫度依賴性補償。

DS1847和DS1848均具有兩個256位數字電阻器和查找表（LUT），可在-40°C至+ 95°C的溫度范圍內自動調節(jié)電阻。DS1848還具有128字節(jié)的用戶EEPROM，可用于非易失性（NV）存儲其他數據。通過單個2線接口最多可訪問8個芯片，該接口用于與芯片進行通信。這兩個零件目前都在生產中，可以購買。

本應用筆記說明了DS1847的溫度系數（TC），尤其是為什么850PPM /°C無補償TC不適用于使用溫度查找功能的系統(tǒng)。它還檢查了LUT編程公式的準確性。本文檔無意作為有關如何使用DS1847或DS1848的教程，因此請在繼續(xù)之前閱讀設備數據表。

未補償的溫度系數的解釋

電阻的TC可以通過幾種方法定義，因此，DS1847數據表中使用的TC定義由下面給出的公式1給出。

其中：

ΔR是電阻隨溫度

的變化ΔT是預期或設計用于

TC的溫度變化是用PPM /°C單位表示的溫度系數（請參閱TC最后一頁的TC與電阻圖表）。以獲得該值的數據表）

R（UNCOMP）是在溫度變化發(fā)生之前在單個（未補償）位置上測得的零件電阻。

整個電阻范圍內的典型TC值為850PPM。該典型值在數據表的參數表中的未補償TC下列出。該值具體對應于溫度系數，該溫度系數將導致檢查設置在單個位置的電阻器。這描述了器件在手動模式下的工作方式，或者在溫度范圍內向電阻LUT加載單個值時的工作方式。

但是，這并不是DS1847對TC的最佳描述。TC實際上是電阻本身的函數。數據表最后一頁上的圖表繪制了典型的TC與電阻的關系曲線。請注意，在較低位置（低電阻），TC高于較高位置。

計算DS1847的位置

理想情況下，系統(tǒng)設計人員會知道所需的電阻隨溫度的變化而變化。然后，可以使用提供的公式（公式2）來計算整個溫度范圍內所需的位置，這些位置取決于alpha（數據表中提供），LUT變量（u，v…），所需電阻R，計算的位置將是一個實數，必須四舍五入到最接近的整數。這會將結果量化為電阻的LSB，因此將存在一些量化誤差。公式3是公式2的解析結果，它基于LUT中存儲的整數位置來計算應期望的電阻。所需電阻與用公式3計算的電阻之間的差是理想的量化誤差。

上面的圖表顯示了DS1847被編程為在整個溫度范圍內保持固定電阻值時的理想溫度性能。該圖表是理論上的性能，它忽略了DS1847只能每兩個度數更改一次位置。提供此圖以顯示DS1847如何在整個溫度范圍內自我補償。

檢查數據表LUT編程公式的準確性就

本應用筆記而言，一個零件加載了一組類似于圖1所示的數據，但電阻0設置為最大電阻，而電阻1設置為在整個溫度范圍內可以維持的最小電阻。該實驗的目的是驗證LUT編程方程在整個溫度范圍內的準確性，并顯示實際的零件溫度對其自身進行補償。

電阻1的LUT被編程為與整個溫度下490Ω的標稱電阻值相對應的值。然后在整個溫度范圍內收集電阻數據，并將計算得出的理論值與測得的（實際）值作圖。

實驗結果表明，該方程非常精確地計算了低位置設置下的電阻值。在這種特殊情況下，精度始終在預期值的約2Ω之內。還要注意，即使進行補償，電阻也會隨溫度變化。它只能在?LSB的最佳情況下進行補償，因此設計人員在設計系統(tǒng)時必須考慮一些量化誤差。

電阻0的LUT加載的值大約對應于在整個溫度范圍內可以維持的最大電阻。這部分的最大電阻約為9820Ω。重復實驗，并再次繪制結果圖。這次添加了一個附加功能，該功能顯示了未經補償的室溫電阻（理論值，未獲得實驗室數據）也將在整個溫度范圍內保持平衡。

該實驗的結果表明，從-40°C到室溫（+ 25°C），該方程式的滿量程電阻精度約為2LSB，從室溫到+ 100°C約為1LSB。一條與測量數據相吻合的線表明，電阻器在整個范圍內都能很好地補償自身，有效TC為-85PPM /°C。與未補償電阻的估計+ 725PPM /°C相比，自補償DS1847的優(yōu)勢顯而易見。

編輯：hfy