众多消费热应用商业者都依赖于TCXO晶振

微控制器集成温度补偿晶振可提供经济高效的单芯片解决方案,以获得温度数据,温度传感器传统上可作为分立元件使用,具有严格的公差以减少集成温度传感器带来的测试时间和复杂性问题,通过温补晶振的通信频率信号接口发送命令和获取信息,形成了这种类型的活跃温度传感器,更高的精度被交易以增加数据格式成本和额外的电路板面积.

消费者和商业热应用都依赖于温度补偿晶振,更简单的应用,如电子温度计监测室内温度或温度监测器内部车辆,仅报告环境温度,更复杂的应用可能会使用温度数据控制循环,根据数据采取行动,例如,HVAC系统控制加热和空调单位达到理想的室内温度,电池系统控制电池充电电流防止电池过度充电,光学收发器控制激光输出,和计算机内存模块采用热管理技术,这些只是众多应用程序中的一部分TCXO晶振精度对性能至关重要.

让我们来看看它的准确性和界面目前可用的集成式,分立式和有源温度传感器,可满足工作范围-25至+100°C,集成温补晶振通过解决电路板空间和物料清单(BOM)成本限制,集成到MCU中的温度传感器可能与所示的架构有相似之处在图1中,温度传感器内部连接到MCU的多个输入之一模数转换器(ADC),温度传感器两端的电压随温度变化根据固件通过读取ADC输出连接到温度传感器注册并应用.

温度传感器电压与ADC输出值的函数关系Silicon Laboratories,Inc,Rev1.02以摄氏度为单位的石英晶振性通常不是很明显,因为它是未在微控制器数据手册中明确列出,相反,数据表指定温度传感器特性在斜率,斜率误差,偏移和偏移误差方面,另外,这些错误ADC电压参考中的误差会加剧源极.

例如,让我们假设一个MCU具有10位ADC和以下特性:•温度传感器斜率=2.8±0.03mV /°C•温度传感器偏移=770±9mV•ADC参考电压=2.4±0.05V.如果温度传感器,ADC和参考电压被认为是理想且无误差的ADC输出在0°C时为329,在100°C时为448,使用公式1和2.考虑到错误,ADC329的输出可以对应于大约0±9℃,并且448的ADC输出可以对应于约100±12°C,在不能接受±12°C量级误差的应用中,可以采用三种校准技术用来最小化错误,首先,通过测量ADC电压来解决ADC参考电压误差用外部电压表参考,保存此测量值,以便软件将来可以使用它等式2的计算.

其次,通过执行单点校准来解决温度传感器偏移误差,放置微控制器在已知的固定温度下进行ADC测量,计算出的OSC晶振温度可能与已知温度不同,保存这个差异m以便固件可以在公式1的未来计算中相应地调整偏移,第三,固件可以通过执行两点校准来解决温度传感器斜率误差,首先,执行一点校准,然后,在不同温度下重复单点校准,这两个数据点将根据公式3提供斜率,保存此斜率,以便固件可以使用它在未来的等式1的计算中.

类似于温度传感器的框图集成在一个MCU(图1),固件接口到温度传感器通过读取ADC输出寄存器,如图2所示,温度传感器是现在是微控制器外部的分立元件,可以定位在一定距离,允许传感器可在比MCU更宽的温度范围内工作,离散温度补偿晶振可能需要放大才能使用ADC的满量程,用于扩增的任何其他组分和过滤(图2中未显示)将进一步增加BOM成本,离散传感器两端的电压随温度变化,但不保证变化与电阻温度装置(RTD)和热敏电阻一样,是线性的.

温度传感器具有不同的接口和不同的精度,低成本的生产测试时间和复杂性,代码空间,执行时间和,则可以实现准确性板面积不严格的设计限制,理想的解决方案将提供高精度,可访问接口并没有集成,离散和有源晶振的缺点,包含高精度温度传感器的混合信号MCU可用于提高温度补偿程序,产生更可靠,更高质量的终端产品,集成温度具有同类最佳精度的传感器还可以通过最大限度地减少用户需求来降低制造成本校准.