印刷電路板走線寬度對遠(yuǎn)端二極管溫度傳感器精度的影響

大多數(shù)遠(yuǎn)端二極管溫度傳感器數(shù)據(jù)手冊建議使用10 mil PC板走線寬度和10 mil走線間距，以便將傳感器連接到熱二極管。但是，可以使用更窄的走線和更緊密的間距，如本應(yīng)用筆記所示。

雖然Maxim數(shù)據(jù)手冊通常推薦10 mil走線寬度和10 mil走線間距，但5 mil走線和5 mil間距已被證明可提供等效的結(jié)果，但串聯(lián)電阻更高。由于Maxim溫度傳感器可以預(yù)測較高串聯(lián)電阻引起的測量誤差，并且可以進(jìn)行補償，因此可以使用5 mil走線和間距，并獲得良好的結(jié)果。

傳感器熱二極管之間對更窄互連的需求是使復(fù)雜印刷電路板盡可能小的趨勢的直接結(jié)果。大多數(shù)遠(yuǎn)端二極管溫度傳感器的數(shù)據(jù)手冊建議傳感器和熱二極管之間的互連線最長為幾英寸，寬度為10密耳/間距為10密耳。可以使用更長和更窄的跡線，前提是了解其影響。

改變電路板走線的長度和寬度可以改變與這些走線相關(guān)的串聯(lián)電阻和噪聲拾取量。了解這些影響后，可以就是否可以接受更長和更窄的跡線做出明智的決定。

串聯(lián)電阻

增加熱二極管走線（DXN 和 DXP）的長度或減小其寬度會增加串聯(lián)電阻，從而導(dǎo)致遠(yuǎn)程傳感器的溫度讀數(shù)出現(xiàn)額外的誤差（圖 1）。Maxim的大多數(shù)遠(yuǎn)程傳感器的測量誤差約為串聯(lián)電阻的0.45°C/Ω。

ΔT = δr x 0.45°C

圖1.圖中顯示了DXN-DXP線寬對溫度測量的影響。線寬越小，串聯(lián)電阻越高，因此測量溫度升高0.45°C/Ω。

其他制造商制造的溫度傳感器有時會使用更高的二極管偏置電流值，由于串聯(lián)電阻，會產(chǎn)生更大的誤差。在已知互連串聯(lián)電阻的應(yīng)用中，可以通過適當(dāng)調(diào)整傳感器報告的溫度來糾正誤差。

在為本研究制造的實驗板中，我們制作了10英寸（25厘米）長的互連，線寬/間距范圍從5密耳到10密耳。不同線寬的串聯(lián)電阻在~2Ω至~4Ω之間變化，5 mil走線的串聯(lián)電阻比10 mil走線多約2Ω。正如預(yù)期的那樣，使用 5 密耳跡線的溫度讀數(shù)大約高出 0.9°C。串聯(lián)電阻與走線長度成正比，因此可以輕松計算不同走線長度的影響。

由于較高串聯(lián)電阻引起的測量誤差是可預(yù)測的，并且可以補償Maxim溫度傳感器，因此可以使用5 mil走線和間距，結(jié)果良好（圖2）。

Maxim擁有一系列溫度傳感器，包括串聯(lián)電阻消除功能，可在測量過程中自動消除串聯(lián)電阻的影響。具有串聯(lián)電阻消除功能的溫度傳感器包括MAX6654、MAX6690、MAX6601、MAX6697和MAX6698。

圖2.比較了由串聯(lián)電阻引起的測量溫度誤差和理論溫度誤差。線寬/間距為 10 mil 的溫度讀數(shù)用作參考。

噪音拾取

Maxim的溫度傳感器具有非常有效的噪聲抑制性能，如所有遠(yuǎn)程傳感器數(shù)據(jù)手冊中的典型工作曲線所示。這些曲線顯示了插入檢測跡線的高電平噪聲的影響。此外，在DXN和DXP之間連接2200pF電容有助于顯著降低任何噪聲拾取的幅度。

為了在將溫度傳感器連接到熱敏二極管時獲得最佳結(jié)果，請遵循以下簡單準(zhǔn)則：

在 DXN 和 DXP 信號走線的每一側(cè)運行 GND 走線。

避免在靠近 DXN 和 DXP 走線的地方路由高速信號走線。

當(dāng)跡線必須交叉時，請確保它們以直角交叉。

在高速信號和 DXN/DXP 走線之間插入接地層。

盡可能在高速信號走線的每一側(cè)運行GND走線。

結(jié)論

根據(jù)本應(yīng)用筆記中給出的結(jié)果，當(dāng)使用比遠(yuǎn)端二極管溫度傳感器數(shù)據(jù)手冊中通常推薦的PC板走線更窄時，可以獲得良好的結(jié)果。

審核編輯：郭婷