長(zhǎng)雙絞線讀取數(shù)字溫度傳感器

該電路是用于遠(yuǎn)程IC熱傳感器的簡(jiǎn)單而經(jīng)濟(jì)的接口。溫度傳感器（MAX6576）為絕對(duì)溫度周期轉(zhuǎn)換器，將傳感器與必要的信號(hào)電子元件集成在一起，使用雙絞線電纜連接到接收器（MAX9140比較器），為傳感器傳輸電力和信號(hào)。

中檔、中低精度溫度測(cè)量（考慮尺寸、成本、性能和易用性）的最佳選擇是IC溫度傳感器，假設(shè)要與傳感器接口的電路位于同一電路板或同一盒子中。大多數(shù)IC溫度傳感器設(shè)計(jì)用于其所連接的電路附近的應(yīng)用，因此在單個(gè)IC中包含傳感、數(shù)字化和信號(hào)處理功能，大大簡(jiǎn)化了此類傳感器和數(shù)據(jù)采集接口的設(shè)計(jì)。

然而，某些應(yīng)用需要從遠(yuǎn)離電源和數(shù)據(jù)處理電子設(shè)備的位置采集溫度數(shù)據(jù)。您必須格外小心使用此類系統(tǒng)，因?yàn)閬?lái)自遠(yuǎn)程傳感器的信號(hào)的任何劣化都會(huì)降低測(cè)量質(zhì)量。

選擇在測(cè)量點(diǎn)（傳感器附近）對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化和處理會(huì)大大降低信號(hào)完整性問(wèn)題，但這種方法也會(huì)使互連復(fù)雜化，并引發(fā)為電路供電的問(wèn)題。任一設(shè)計(jì)選項(xiàng)（遠(yuǎn)程信號(hào)處理或傳感器信號(hào)處理）都需要復(fù)雜或昂貴的布線，或兩者兼而有之。

圖1所示電路為遠(yuǎn)程IC熱傳感器提供了一個(gè)簡(jiǎn)單而經(jīng)濟(jì)的接口。溫度傳感器（MAX6576）為絕對(duì)溫度周期轉(zhuǎn)換器，將傳感器與必要的信號(hào)電子元件集成在一起。它使用雙絞線電纜連接到接收器（一個(gè)簡(jiǎn)單的比較器），該雙絞線電纜同時(shí)為傳感器傳輸電力和來(lái)自傳感器的信號(hào)。

圖1.這兩個(gè)IC支持通過(guò)雙絞線電纜遠(yuǎn)程采集溫度數(shù)據(jù)。

圖2、圖3和圖4顯示了在傳感器和接收器之間使用60cm（約2英尺）短電纜連接的電路波形。圖5和圖6顯示了使用1000m（約3300英尺）雙絞線電纜連接的接收器輸入和輸出脈沖。測(cè)量接收器的脈沖間輸出抖動(dòng)（其中總測(cè)量誤差是抖動(dòng)與信號(hào)周期的比值）表明，即使使用長(zhǎng)電纜，抖動(dòng)影響也可以忽略不計(jì)。

圖2.接收器輸出脈沖使用2英尺短電纜，20μs/cm。

圖3.接收器輸出脈沖使用短的 2 foot 電纜，400μs/cm。

圖4.2 英尺短電纜的接收器輸入脈沖。

圖5.3000 英尺長(zhǎng)電纜的接收器輸入脈沖。

圖6.接收器輸出脈沖，用于 3000 英尺長(zhǎng)的電纜。

如圖1所示連接TS0和TS1端子時(shí)，MAX6576的數(shù)字化轉(zhuǎn)換常數(shù)為10μs/K。如圖3所示，室溫（300K）下的輸出脈沖周期為3ms，對(duì)應(yīng)于約333Hz的重復(fù)頻率。

在接收端，您可以使用微控制器執(zhí)行的簡(jiǎn)單定時(shí)器/計(jì)數(shù)器例程從比較器輸出脈沖中恢復(fù)溫度數(shù)據(jù)，或者使用與接收脈沖同步的恒定斜率線性鋸齒發(fā)生器以模擬形式恢復(fù)溫度數(shù)據(jù)，然后使用峰值采樣/保持（S/H）轉(zhuǎn)換器。這種傳輸方案也可以與溫度-頻率轉(zhuǎn)換器和其他傳感器一起使用。

審核編輯：郭婷