保护噪声环境下的数字温度传感器

在噪声环境中采用数字温度感测方法是困难的。噪声容易耦合到温度感测电路中并可能导致大的温度误差。事实上，1个很强的噪声环境可能完全淹没温度测量，使任何结果都无用。
而更糟的是，对于这种应用直到现在为止在数字传感器的前端增加1个满足要求的滤波器已是不可能的。这是因为与滤波器有关的电容和电阻干扰所用的测量技术，导致偏移，引起温度结果的误差。嵌入在最新数字传感器中的串联电阻补偿技术意味着已不再是这种情况。
例如，在ADT7461的D+和D-输入之间增加1个简单的R-C-R滤波器可降低或消除温度测量中的噪声影响(见图1)。远程传感器是1个连接成二极管的标准PNP晶体管。其发射极连接到ADT7461的D+引脚，而基极和集电极连接到D-输入。滤波器由100Ω的两个电阻器和1个1nF电容器组成。



置滤波器尽可能的靠近D+和D-输入。此滤波器具有1.6MHz截止频率。没有滤波器时，温度测量误差可能达80℃或更大。有了滤波器使误差降到1℃以下是可能的，这种电路配置应用于噪声环境是理想的。
根据所需要的截止频率可用另外的电阻和电容值来构建滤波器。最大电容值限制为2.2nF，因为任何较高值的电容会影响温度测量。同样，对于D+和D-通路总电阻值限制在3KΩ。
通常，在远程传感器和标准数字温度传感器之间通路上的任何电阻都会影响温度测量的精度。一般，与传感器串联的杂散电阻每欧姆所测量的温度值有0.5℃偏移。
然而，ADT7461自动消除高达3KΩ串联电阻的影响。这种特性允许把滤波器放置在ADT7461和远程传感器之间。图1中的滤波器示出对外部传感器在D+和D-通路为100Ω电阻。用户不需要定标。另外，与印刷电路板迹线或其他连接器有关的任何电阻也将消除，这允许把远程温度传感器放置在远离ADT7461一定距离的地方。




图2示出在强噪声环境中滤波器是如何有效。该实例中的噪声是100mV方波，从同相位加到D+和D-通路。不放置滤波器时，ADT7461温度测量误差高达50℃。系统中这种噪声电平无滤波器时采用温度监控IC是不可能的。靠采用滤波器，可使误差降到小于1℃，低于器件所标定的±1℃精度。同样，滤波器可以降低差分噪声，即D+和D-通路中非同相噪声。