集成有溫度傳感器的10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7416/AD7417/AD7418及其應(yīng)用

由于OTI是開(kāi)漏輸出，因此需要外部上拉電阻，此電阻可接于一個(gè)不同于VDD的電壓(如3.3~5 V)。上拉電阻的阻值可根據(jù)使用的場(chǎng)合而定，但要保證足夠大，以避免過(guò)大的反向電流使芯片變熱或影響溫度讀數(shù)。能滿足OTI電流輸出的電阻最大值為30kΩ，但如果對(duì)輸出電流要求不是很高，還可以再適當(dāng)增大，一般場(chǎng)合10kΩ即可。
◇ 錯(cuò)誤隊(duì)列計(jì)數(shù)器
為了避免噪聲環(huán)境對(duì)器件的偽觸發(fā)，可以設(shè)置配置寄存器的D3和D4位以產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)誤隊(duì)列計(jì)數(shù)器，從而在OTI之前對(duì)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)數(shù)(允許個(gè)數(shù)為1、2、4或6個(gè))，這種，只有出現(xiàn)連續(xù)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)滿足設(shè)置時(shí)才觸發(fā)OTI。例如將錯(cuò)誤隊(duì)列計(jì)數(shù)器設(shè)置為4，那么只有當(dāng)連續(xù)出現(xiàn)4個(gè)高出TOTI的數(shù)值時(shí)才觸發(fā)OTI，而即使連續(xù)出現(xiàn)3個(gè)高出的數(shù)值和1個(gè)正常數(shù)值，OTI都不觸發(fā)。
◇ 上電后的缺省值
AD7416/AD7417/AD7418 上電后，常用的缺省值如下：
◆ 溫度值寄存器為比較模式
◆ TOTI = 80℃
◆ THYST = 75℃
◆ OTI 顯示為低電平
◆ 錯(cuò)誤隊(duì)列計(jì)數(shù)器＝1
◇ 操作模式
AD7416/AD7417/AD7418 有兩種模式，可通過(guò)設(shè)置配置寄存器的D0位來(lái)實(shí)現(xiàn)。在第一種模式，即模式一時(shí)，一般令D0=0。這種模式下，每400μs發(fā)生一次轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時(shí)，器件一部分處于掉電狀態(tài)，消耗電流只有350μA。如果讀操作發(fā)生在轉(zhuǎn)換之中，則轉(zhuǎn)換立即停止并重新開(kāi)始一個(gè)新的轉(zhuǎn)換，此時(shí)讀到的溫度值為上一次轉(zhuǎn)換的數(shù)值，在新的轉(zhuǎn)換開(kāi)始之后，下一次的轉(zhuǎn)換還將間隔400μs；當(dāng)讀操作發(fā)生在兩次轉(zhuǎn)換之間時(shí)，轉(zhuǎn)換將立刻被觸發(fā)，并且這次轉(zhuǎn)換之后，將恢復(fù)400μs的轉(zhuǎn)換間隔。
如VDD為3 V，每400μs一個(gè)轉(zhuǎn)換周期，那么，AD7416在一個(gè)周期中轉(zhuǎn)換的時(shí)間為40μs(占周期的10％)，掉電狀態(tài)的時(shí)間為360μs(占一個(gè)周期的90％)，因此，可以算出，由AD7417/AD7418產(chǎn)生的平均功耗為：
3 mW×0.1+1 mW×0.9=1.2 mW
第二種模式：適用于對(duì)溫度測(cè)量的速率要求不很高(如每秒一次)的場(chǎng)合，系統(tǒng)的功耗可通過(guò)使器件在兩次讀操作之間進(jìn)入完全掉電狀態(tài)而進(jìn)一步降低。完全掉電狀態(tài)可通過(guò)配置寄存器的D0為1來(lái)實(shí)現(xiàn)，此狀態(tài)下的電流只有0.2μA。測(cè)量時(shí)，寫操作使器件上電，待完成轉(zhuǎn)換后再恢復(fù)掉電狀態(tài)，掉電時(shí)仍可以進(jìn)行讀數(shù)，因?yàn)镮2C總線仍在工作。此模式下的功耗取決于讀操作的速率。
◇ 轉(zhuǎn)換開(kāi)始方式
僅將引腳置1即可觸發(fā)轉(zhuǎn)換，一般為低電平有效。上升沿可使系統(tǒng)上電，上電時(shí)間為4μs，當(dāng)為高電平的時(shí)間超過(guò)4μs時(shí)，下降沿觸發(fā)轉(zhuǎn)換，追蹤/保持電路進(jìn)入保持模式。而如果高電平時(shí)間小于4μs，則由其上升沿觸發(fā)的內(nèi)部定時(shí)器將保持住追蹤/保持電路，并在定時(shí)結(jié)束后觸發(fā)轉(zhuǎn)換(定時(shí)4μs為上電時(shí)間)。
轉(zhuǎn)換結(jié)束后，輸入仍保持低電平，以使器件進(jìn)入掉電模式?？梢钥闯?，在這種操作方式下，一般為低電平，脈沖的高電平可控制上電和轉(zhuǎn)換開(kāi)始。圖4表示測(cè)量溫度和轉(zhuǎn)換模擬信號(hào)時(shí)推薦的脈沖時(shí)序。

◇ 轉(zhuǎn)換速度
AD7416/AD7417/AD7418的最高頻率為2.5 kHz(轉(zhuǎn)換周期400μs)。TOTI和THYST為兩個(gè)字節(jié)，當(dāng)I2C以100 kbit/s的速度讀數(shù)時(shí)，則需270μs，因此，如果溫度讀數(shù)頻率過(guò)高，就有可能發(fā)生信號(hào)混迭，從而產(chǎn)生錯(cuò)誤。
應(yīng)用設(shè)計(jì)
圖5為AD7417的典型外部連接電路。

圖中，使用者可以通過(guò)A0、A1、A2進(jìn)行地址選擇，以便將最多8個(gè)AD7417接在同一個(gè)串口總線上。REFIN用于連接外部2.5 V基準(zhǔn)電壓。當(dāng)使用外部基準(zhǔn)電壓時(shí)，位在管腳與GND之間連入一10μF的電容器。SDA、SCL則構(gòu)成雙線I2C串行總線接口。