保護噪聲環境下的數字溫度傳感器

在噪聲環境中采用數字溫度感測方法是困難的。噪聲容易耦合到溫度感測電路中并可能導致大的溫度誤差。事實上，1個很強的噪聲環境可能完全淹沒溫度測量，使任何結果都無用。
而更糟的是，對于這種應用直到現在為止在數字傳感器的前端增加1個滿足要求的濾波器已是不可能的。這是因為與濾波器有關的電容和電阻干擾所用的測量技術，導致偏移，引起溫度結果的誤差。嵌入在最新數字傳感器中的串聯電阻補償技術意味著已不再是這種情況。
例如，在ADT7461的D+和D-輸入之間增加1個簡單的R-C-R濾波器可降低或消除溫度測量中的噪聲影響(見圖1)。遠程傳感器是1個連接成二極管的標準PNP晶體管。其發射極連接到ADT7461的D+引腳，而基極和集電極連接到D-輸入。濾波器由100Ω的兩個電阻器和1個1nF電容器組成。



置濾波器盡可能的靠近D+和D-輸入。此濾波器具有1.6MHz截止頻率。沒有濾波器時，溫度測量誤差可能達80℃或更大。有了濾波器使誤差降到1℃以下是可能的，這種電路配置應用于噪聲環境是理想的。
根據所需要的截止頻率可用另外的電阻和電容值來構建濾波器。最大電容值限制為2.2nF，因為任何較高值的電容會影響溫度測量。同樣，對于D+和D-通路總電阻值限制在3KΩ。
通常，在遠程傳感器和標準數字溫度傳感器之間通路上的任何電阻都會影響溫度測量的精度。一般，與傳感器串聯的雜散電阻每歐姆所測量的溫度值有0.5℃偏移。
然而，ADT7461自動消除高達3KΩ串聯電阻的影響。這種特性允許把濾波器放置在ADT7461和遠程傳感器之間。圖1中的濾波器示出對外部傳感器在D+和D-通路為100Ω電阻。用戶不需要定標。另外，與印刷電路板跡線或其他連接器有關的任何電阻也將消除，這允許把遠程溫度傳感器放置在遠離ADT7461一定距離的地方。




圖2示出在強噪聲環境中濾波器是如何有效。該實例中的噪聲是100mV方波，從同相位加到D+和D-通路。不放置濾波器時，ADT7461溫度測量誤差高達50℃。系統中這種噪聲電平無濾波器時采用溫度監控IC是不可能的。靠采用濾波器，可使誤差降到小于1℃，低于器件所標定的±1℃精度。同樣，濾波器可以降低差分噪聲，即D+和D-通路中非同相噪聲。