一個寬溫度范圍的實用測溫電路中蘊含的電路技巧

溫度傳感器的芯片現(xiàn)在很多，我們本次推文介紹的是一個低成本的0到100度的溫度傳感器設(shè)計，精度達到1度。我們的主要目的是介紹和利用前面推文介紹的設(shè)計技巧來擴展此溫度傳感器電路設(shè)計。

推文先介紹了原圖原理和修改后的原型電路，最后是修改后的實際電路，有兩個視頻講解：

首先看看原電路圖：

此電路使用了兩個特殊芯片LTC1043和斬波零偏置放大器LTC1150,我們在分析其工作原理后用前面講過的設(shè)計技巧，重新用普通JFET單管替換此特殊芯片設(shè)計。

1）電容開關(guān)電路，其原理如下圖：

假設(shè)Vi為高電平VH,低電平VL的方波，頻率為f,S1/S2開關(guān)都是控制電壓為高閉合，為0斷開，控制電壓的頻率也為f,但是S1/S2的控制電壓剛好反相，C1=C2=C,我們來求一下C2上的電壓：

設(shè)起始S1閉合，S2斷開,C2電壓為Vc2=Vo0,Vi=VL,則C1上電荷為C1VL;

=> S2閉合，S1斷開,此時Vi=VH,則有VH=Vc1+Vc2,-C1VL+C2Vo0=-C1Vc1+C2Vc2

,又C1=C2=C,所以VH=Vc1+Vc2,-VL+Vo0=-Vc1+Vc2 ->2Vc2=VH-VL+Vo0 ->

Vo1=Vc2=0.5*(VH-VL)+0.5*Vo0

=>S1閉合，S2斷開,C2電壓為Vc2=Vo01,Vi=VL,則C1上電荷為C1VL;

=>S2閉合，S1斷開,此時Vi=VH,則有VH=Vc1+Vc2,-C1VL+C2Vo1=-C1Vc1+C2Vc2

,又C1=C2=C,所以VH=Vc1+Vc2,-VL+Vo1=-Vc1+Vc2 ->2Vc2=VH-VL+Vo1 ->

Vo2=Vc2=0.5*(VH-VL)+0.5*Vo1=0.5*(VH-VL)+0.5^2*(VH-VL)+0.5^2*Vo0

......

=>Von=Vc2=0.5*(VH-VL)+0.5^n*(VH-VL)...+0.5^2*(VH-VL)+0.5^n*Vo0

n趨于無窮大時，Von=(VH-VL)

即適當控制兩個開關(guān)的工作頻率和相位，可以在c2上得到Vi的輸入的脈沖幅度。

2）溫度傳感電路

VT2的工作電流是很難精確測量的，它隨溫度、管子反向飽和電流等變化，

3）對原電路做部分修改，去除特殊芯片的要求

如上兩個工作電流的比值接近10：1，則溫度變化輸出電壓為：

deltaV=(K*deltaT/q)ln10 => (K/q)ln10=0.199mv,每變化27度，輸出電壓變化54.6mv

實際電路在實現(xiàn)時，開關(guān)是一個關(guān)鍵、可開關(guān)的時序配合也很關(guān)鍵，實際實現(xiàn)電路如下：

5）修改后的實際電路如下：