數字溫度傳感器規范及標準介紹

National公司的LM70數字溫度傳感器就是一款采用斷電寄存器的中等低功耗器件。運行狀態(tài)下的最大靜態(tài)電流指標是490μA，但當該器件進(jìn)入關(guān)機模式時(shí)，電流消耗通常降至12μA。TI的TMP102采用了“單觸發(fā)”模式，因此設計人員可輕松地使該器件處于斷電狀態(tài)，其電流消耗通常低于1μA。即使處于工作狀態(tài)時(shí)，該器件也僅消耗10μA靜態(tài)電流。

考慮系統功耗時(shí)，另一個(gè)因素是數字溫度傳感器的電源電壓要求。大多數溫度傳感器的性能指標要求的供電電壓范圍為2.7～5.5V。有幾款器件（如Maxim公司的DS75LX）則專(zhuān)門(mén)適于低電壓應用，其規范要求的電壓范圍是1.7V～3.7V。TMP102的性能要求電壓可低至1.4V。

接口

大多數數字溫度傳感器都具有下列兩種接口中的一種：I2C或SPI。I2C接口是一種兩線(xiàn)總線(xiàn)，可用于與監控器件進(jìn)行通信的多種系統。它通常以400kb/s 的速度運行，但如果采用有源終端電路，則可以 3.4Mb/s的速度運行。該總線(xiàn)要求單線(xiàn)具有上拉電阻，這使材料清單成本增加很小。利用溫度傳感器器件上的引腳可將多個(gè)傳感器裝在同一條總線(xiàn)上。一些器件可在出廠(chǎng)時(shí)擁有不同的地址，便于通過(guò)一臺I2C主控制器來(lái)控制數個(gè)相同的器件。當需要在系統內若干個(gè)點(diǎn)進(jìn)行溫度測量時(shí)，其作用就顯現出來(lái)了。

SPI是一種三線(xiàn)或四線(xiàn)接口，具體情況視器件間需要單向通信還是雙向通信而定。SPI不支持器件尋址，因此系統內的每個(gè)器件都必須擁有與之相連的專(zhuān)門(mén)數字線(xiàn)路。來(lái)自主系統的這條專(zhuān)線(xiàn)路被稱(chēng)作芯片選擇、芯片使能或從屬選擇，它支持主系統與每個(gè)器件進(jìn)行單獨通信。

市場(chǎng)上現有的幾款數字溫度傳感器采用單線(xiàn)接口。這種由Maxim公司最早推出的接口通常被稱(chēng)作“單線(xiàn)”接口。器件、溫度傳感器等使用局限性限制了這種接口的應用。Maxim公司的DS18B20就是一款利用“單線(xiàn)”接口的典型數字溫度傳感器。

封裝

數字溫度傳感器廠(chǎng)商提供了多種封裝選擇，以方便系統設計人員可隨時(shí)找到適于其系統空間限制的封裝?，F有封裝類(lèi)型從8引腳SOIC到芯片級封裝(CSP)。當尺寸限制不是系統設計的主要因素時(shí)，較大封裝當然是合適的。CSP 更適于空間有限的應用（如手機），但在生產(chǎn)方面可能存在困難。新上市的器件為采用SOT563封裝的器件系列（如TMP102）。它們在實(shí)際尺寸方面和CSP相似，甚至高度或Z尺寸方面也很相似。但因其是封裝的有引線(xiàn)器件，因此它們在生產(chǎn)環(huán)境中更穩健。

結論

在規定限值內運行單個(gè)組件是先進(jìn)系統設計的部分要求。要使高度集成的先進(jìn)系統始終保持最佳運行需要進(jìn)行系統監控。具體來(lái)說(shuō)，監控并維持最佳系統溫度將決定系統是否能保持穩定。系統臨界溫度測量首先從選擇正確的數字溫度傳感器開(kāi)始。只要從精度、分辨率、功耗、接口和封裝要求考慮，大多數應用均可找到合適的數字溫度傳感器。