在噪聲環(huán)境中使用數(shù)字溫度傳感器的方法是很困難的。噪聲容易同溫度傳感器電路耦合從而導(dǎo)致很大的溫度測(cè)量誤差。事實(shí)上,噪聲環(huán)境可能完全淹沒(méi)溫度測(cè)量結(jié)果并使所有結(jié)果喪失利用價(jià)值。
更糟糕的是,在這樣的應(yīng)用中,我們迄今為止還無(wú)法在數(shù)字溫度傳感器之前增加足夠的濾波器。這是因?yàn)橥瑸V波器有關(guān)的電容和電阻與所使用的測(cè)量技術(shù)相互干擾,加入濾波器將引起傳感器偏移進(jìn)而造成測(cè)量結(jié)果錯(cuò)誤。嵌入在最新數(shù)字傳感器中的串聯(lián)電阻抵消技術(shù)的出現(xiàn),意味著這種情況將不再存在。
例如,在ADT7461的D+和D-輸入端之間增加一個(gè)簡(jiǎn)單的R-C-R濾波器可以減少或消除在溫度測(cè)量電路上的噪聲效應(yīng)(見(jiàn)圖)。遠(yuǎn)程傳感器是一種連接了二極管的標(biāo)準(zhǔn)PNP晶體管,其發(fā)射極被連接到ADT7461的D+引腳,基極和集電極連接到D-引腳。該濾波器包含兩個(gè)100Ω的電阻和一個(gè)1nF的電容。
把該濾波器盡可能地放在接近D+和D-輸入端的地方并按圖示進(jìn)行連接。該濾波器的截止頻率為1.6 MHz。如果不放置濾波器,溫度測(cè)量誤差可以達(dá)到80℃或更高!加入濾波器之后,測(cè)量誤差可以下降到1℃以下,因此這個(gè)電路非常適合于高噪聲環(huán)境。
可以使用其它數(shù)值的電阻和電容來(lái)構(gòu)建滿足截止頻率要求的濾波器:電容的最大值應(yīng)低于2.2 nF,因?yàn)槿魏胃叩臄?shù)值將對(duì)溫度測(cè)量產(chǎn)生影響;同樣,D+和D-上的電阻加起來(lái)最大不應(yīng)超過(guò)3 kΩ。
通常,在遠(yuǎn)程傳感器和標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字溫度傳感器之間的任何電阻都將影響溫度測(cè)量的精度,比如,對(duì)于與傳感器串聯(lián)的寄生電阻,每歐姆將導(dǎo)致0.5℃的偏移。
然而,ADT7461可以自動(dòng)抵消最大為3 kΩ的串聯(lián)電阻效應(yīng),正是這個(gè)特性使我們可以在ADT7461和遠(yuǎn)程傳感器之間加入濾波器。圖中的濾波器在連接到外部傳感器的D+和D-路徑上都使用了100 Ω的電阻。這兩個(gè)電阻無(wú)需用戶校準(zhǔn),實(shí)際上,任何同PCB引線或其它連接器有關(guān)的電阻將被抵消掉,從而允許遠(yuǎn)程傳感器被放在距ADT7461一定距離的地方。
圖2顯示了該濾波器在高噪聲環(huán)境中的有效性。這個(gè)例子中把噪聲為100mV的方波以相同的相位加到D+和D-路徑上,在不加濾波器時(shí),ADT7461的溫度測(cè)量誤差最高達(dá)50℃,加入濾波器后誤差被減小到低于1℃,這個(gè)數(shù)值低于該器件給定的±1℃精度。類似地,該濾波器也可以降低差分噪聲,即在D+和D-路徑上不同相的噪聲。
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