电压逆变器设计理念转变为 1 MHz VFC ”。参见图2。
图 2修改后的电压逆变器变为节能的 1 MHz VFC。
图 2 电路的一个有趣的特点是,尽管它被描述为电压频率转换器,但它也可以准确地称为电流频率转换器。这是因为输入电流=Vin/R1对C3 充电,使得跨导放大器Q1、Q2 通过电荷泵振荡器完成反馈环路。环路不断调节 Fpump 以平衡泵电流,使其与输入电流大小相等且方向相反,
I 泵 = 5*C2*F 泵 = Iin
Fpump = Iin / (5 C2 R1) = Iin / (5*100pF) = 2 kHz/?A
这使得一些异常简单且经济的传感器接口拓扑成为可能,如图 3所示。
图 3八个热敏电阻可以共享一个激励电阻。
典型的 NTC 热敏电阻数据表(例如 Molex 2152723605)用四个参数总结了其特性,如 2152723605 表中的参数(如括号中所示)。
To = 额定/校准温度 (25°C = 298.15K) (1)
Ro = To 处的电阻 (10k+/-1%) (2)
b = β (3892K) (3)
耗散(自热)系数 (1.5 mW/°C) (4)
然后,热敏电阻 ( Rt ) 电阻 (Rt) 作为开尔文温度 ( T )的函数可通过以下公式预测:
Rt = Ro exp (b(T -1 – 至-1 )) (5)
选择激励电阻器 R1 的值需要估计任何热敏电阻预期浸入的温度 (Tmax),从而估算要读取的电阻。然后我们算出
Rx = Ro exp (b(Tmax -1 – 至-1 )) (6)
R1 = 10k – Rx (7)
如果计算 #7 要求 R1 < 0,那么 R1 当然可以被省略。以Tmax = 100 o C和 2152723605 数据表中的数字为例, Rx = 725,R1 = 10000 – 725 = 9275,接近的标准 1% 值为9310。
要读取的热敏电阻的寻址是通过通用输出线 GP0-2 上的三位二进制 U2 地址通过连接的微控制器的输出来完成的。然后,连接到输入 CTPin 的微控制器内部计数器定时器外设将被启用,以累积 VFC 脉冲 2 16 ?s = 65.536 ms。调用累加的16位整数ADC。然后,再次假设纸张编号为 2152723605,则计算所获取的温度将如下进行:
X = ADC/2 16 = 10k / (R1 + Rt)
X*(R1 + Rt) = 10k
Rt = 10k/X – R1 = 10k/X – 9310
T = ( Ln (Rt/Rx)/b + Tmax -1 ) -1
o K = ( Ln (Rt/725))/3892 + 0.002680) -1
C = K – 273.15
这些转换本质上是辐射测量的,因此对 5V 轨噪声和容差不敏感,并且集成,使其具有高度的抗噪声能力。对于 2 降压 ADC 来说,这些功能都不错。
多路复用器 U2 的误差贡献(Ron 和 Roff)分别较小(约 60 欧姆)和较大(约 100 兆欧),足以不成为重要因素。