了解MAX1463中的温度传感器读数

MAX1463为高度集成、低功耗、双通道传感器信号处理器，优化用于工业和过程控制应用，如压力检测、RTD和热耦合线性化、重量检测和带限值指示的远程过程监控。

MAX1463支持输出范围为1mV/V至1V/V的传感器。它包括两个 16 位输出 DAC、两个 12 位 PWM 输出，并支持 4-20mA 输出。它集成了 16 位 CPU、4K 字节的程序和 128 字节的用户闪存。

MAX1463包括一个内部温度传感器，可用于校正温度相关信号或作为独立的温度计。对于电源电压VDD不能保持恒定的应用，温度传感器读数的电源抑制性能可能不足，应根据电源变化校正读数。本文介绍校正MAX1463内部温度传感器读数的电源抑制误差的步骤。

描述

MAX1463包括一个ADC，用于将各种模拟输入转换为数字代码。ADC使用内部1.25V带隙基准（VBG） 转换温度传感器的输出时。对于任何其他转换，ADC基准电压源可以选择为VDD对于与电源成比例的转换，VREF引脚上的电压用于相对于外部电压的转换，或VBGx4，这是一个内部生成的“伪”5.0 V参考源。

图1.典型温度传感器输出与温度的关系。

如果ADC基准电压ADCref是固定的，但允许VDD电压变化，则任何ADC读数都将包括VDD和ADC失调函数的误差。ADC的输出（作为其基准电压的一小部分）包括与ADC基准电压成比例的ADC失调。在ADC的输入电压与VDD成比例且VDD被选为ADCref的应用中，ADC输出将与VDD成比例。

MAX1463中，进行温度转换时，内部带隙电压V。BG= 1.25V，自动选择为ADCref。因此，在执行温度转换时，ADCref始终是固定的。因此，VDD电压与其目标值的任何偏差都会在ADC输出代码中引起显著的电源抑制误差（图2、图3）。与VDD控制和ADCref选择以及MAX1463的电源抑制能力相关的情况可分为三类：

VDD = 常数，ADCref = 常量（内部或外部）
最佳情况。无需对温度和输入信号转换进行电源抑制校正。

VDD = 不恒定，ADCref = VDD。

输入信号转换不需要电源抑制校正，因为ADC基准电压随VDD移动，ADC失调的任何贡献都将相应地调整。

但是，必须对温度传感器转换进行电源抑制校正。这是因为固定的VBG电压在内部选择为ADCref。

VDD = 非恒定，ADCref = 恒定（内部或外部）
无论输入源如何，都必须对所有ADC转换进行电源抑制校正。

图3.典型温度传感器输出与电源电压的关系。

校正 VDD 变化

以下所述步骤适用于MAX1463配置为ADCref = VDD且VDD预计会发生变化的应用。在这种情况下，每次执行温度传感器读数时都必须进行校正。要应用的校正以目标电压VDD为基准目标这是在赔偿时决定的。电压输出目标典型值为 5V。

为了确定校正系数，必须在温度补偿之前执行一个简单的程序。此过程只需执行一次，并且可以在任何温度下执行，因为温度对ADC转换的电源抑制的影响相对较小，如图4所示。对于非常高精度的应用，可能需要在每个温度下执行此过程。确定ADC电源抑制误差校正因数的过程必须产生ADC代码的斜率作为恒定温度下VDD的函数。

在此过程中，设备温度保持不变非常重要。

图4.典型温度传感器转换误差与电源电压和温度的关系。

确定校正系数

选择 VDD 作为 ADC 的基准电压。

将 VDD 设置为预期运行的目标电压。目标电压典型值为 5V。

启动 VDD 的 ADC 转换。

读取 VDD、VDD 的 ADC 代码目标.

设置 VDD = 4.5V。

启动 VDD 的 ADC 转换。

读取 VDD、VDD 的 ADC 代码4.5.

启动温度传感器的ADC转换。

读取温度传感器输出的 ADC 代码，ADC4.5.

设置 VDD = 5.5V。

启动 VDD 的 ADC 转换。

读取 VDD、VDD 的 ADC 代码5.5.

启动温度传感器的ADC转换。

读取温度传感器输出的 ADC 代码，ADC5.5.

计算 ADC坡:

模数转换器坡和VDD目标补偿算法中应使用值来校正所有未来的温度传感器读数。

对 VDD 变体应用校正

在信号调理器的正常工作期间，每次执行温度传感器读数时都必须应用校正公式。

选择温度传感器输出作为ADC的输入。

执行 ADC 读数、ADC测量和测量.

选择 VDD 作为 ADC 的输入。

执行 VDD 读数，VDD测量和测量.

应用更正公式：

模数转换器纠正值表示当前温度传感器输出的ADC代码，就好像VDD一直等于VDD一样目标，图5。要对输入信号进行任何温度校正，ADC的值纠正必须使用，而不是 ADC测量和测量.

图5.应用了校正转换误差后的典型温度传感器输出。

需要对ADC输出执行电源抑制校正，产生的开销约为18usec，每个温度读数需要增加两个减法和一个额外的乘法运算。此外，由于与输入信号变化和非常快的CPU周期相比，温度变化通常非常慢，因此在大多数应用中，每100次输入信号转换读取一次温度就足够了。因此，间接费用将占整个周期时间的微不足道的一部分。

审核编辑：郭婷