全面了解數字溫度傳感器規(guī)范

功耗

大多數系統(tǒng)設計人員都非常關心系統(tǒng)的總功耗，電池供電系統(tǒng)尤為如此。對于這些應用領域使用的數字溫度傳感器來說，規(guī)定功耗必須在整個系統(tǒng)功率預算以下?，F在市場上的許多數字溫度傳感器處于工作狀態(tài)時，僅消耗微安電流。市場上還有一些具有斷電引腳或斷電寄存器功能的其他器件。它們在斷電狀態(tài)下的耗電可能遠不到1mA。因為系統(tǒng)監(jiān)控活動通常是非連續(xù)的，因此設計人員可充分利用“單觸發(fā)”模式的優(yōu)勢（該模式也是一些數字溫度傳感器的功能之一）。在“單觸發(fā)”模式中，該器件的上電時間剛好完成測量，接著隨即恢復斷電模式。利用這種功能，時間平均耗電量可降至最低。

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，但當該器件進入關機模式時，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，該器件也僅消耗10μA靜態(tài)電流。

考慮系統(tǒng)功耗時，另一個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）則專門適于低電壓應用，其規(guī)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接口是一種兩線總線，可用于與監(jiān)控器件進行通信的多種系統(tǒng)。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。該總線要求單線具有上拉電阻，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傳感器裝在同一條總線上。一些器件可在出廠時擁有不同的地址，便于通過一臺I2C主控制器來控制數個相同的器件。當需要在系統(tǒng)內若干個點進行溫度測量時，其作用就顯現出來了。

SPI是一種三線或四線接口，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(tǒng)內的每個器件都必須擁有與之相連的專門數字線路。來自主系統(tǒng)的這條專線路被稱作芯片選擇、芯片使能或從屬選擇，它支持主系統(tǒng)與每個器件進行單獨通信。

市場上現有的幾款數字溫度傳感器采用單線接口。這種由Maxim公司最早推出的接口通常被稱作“單線”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”接口的典型數字溫度傳感器。

封裝

數字溫度傳感器廠商提供了多種封裝選擇，以方便系統(tǒng)設計人員可隨時找到適于其系統(tǒng)空間限制的封裝。現有封裝類型從8引腳SOIC到芯片級封裝(CSP)。當尺寸限制不是系統(tǒng)設計的主要因素時，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器件，因此它們在生產環(huán)境中更穩(wěn)健。

結論

在規(guī)定限值內運行單個組件是先進系統(tǒng)設計的部分要求。要使高度集成的先進系統(tǒng)始終保持最佳運行需要進行系統(tǒng)監(jiān)控。具體來說，監(jiān)控并維持最佳系統(tǒng)溫度將決定系統(tǒng)是否能保持穩(wěn)定。系統(tǒng)臨界溫度測量首先從選擇正確的數字溫度傳感器開始。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。