如何使用外部温度传感器校准DS1862

DS1862 XFP激光控制和数字诊断IC具有辅助监视引脚。本应用笔记解释了辅助监视器的工作原理，以及使用哪些寄存器对AUX2MON引脚进行内部校准，以便其驱动查找表。设置内部寄存器的三个步骤由温度传感器示例DS60进行详细说明和演示。

介绍

本应用笔记介绍如何在内部校准DS1862的AUX2MON引脚，以便外部温度传感器驱动查找表（LUT）。本文还介绍了DS1862的辅助监视通道、设置AUX2MON引脚内部校准寄存器的几个步骤，以及使用常用模拟温度传感器的真实示例。

辅助监听通道

DS1862 XFP激光控制和数字诊断IC具有辅助监视器输入引脚（AUX1MON和AUX2MON），用于测量电源电压、电流或温度等量。这些监视器引脚只能测量正电压。也可以测量温度和电流等其他量，但必须先编码为正电压。电流可以通过监控电阻两端的电阻上的比例电压信号来测量，因为电流流过电阻。温度可以通过模拟温度传感器编码为电压。由于辅助监控引脚上实际上只能输入正电压，因此电压和电流等量通常不需要符号结果，因为它们的测量范围仅为正或负，而不是两者兼而有之。但是，要测量-40°C至102°C范围内的温度，需要有符号的数字刻度。无论数字刻度如何，辅助监视器可能还需要进行一些内部校准，以获得所需的分辨率（LSB）和满量程（FS）以及所需的偏移。最后，为了测量温度并驱动LUT，AUX2MON的16位结果必须与内部温度传感器的格式相同（即相同的LSB和偏移）。

为了设置辅助监视器的LSB和偏移，使其类似于内部温度传感器的校准，可以使用用于SCALE、OFFSET和RIGHT SHIFT的可编程寄存器。

SCALE放大或衰减输入电压信号设置FS。此操作还可以有效地控制 LSB 的大小。通过调整SCALE，施加到监控通道的不同电压都可以产生相同的FS值。正如我们稍后将看到的，SCALE寄存器基本上设置了数学函数的斜率，该数学函数控制输入电压（表示温度，波长，电流等）如何与所需的结果代码相对应。

偏移只是在所有模拟处理完成后添加到结果中的数字值。正偏移值会增加测量结果，负偏移（两个的补充）会减少测量结果。

右移是一项强大的功能，可与缩放和偏移结合使用，以在使用小于ADC范围的1/2或更多时提高测量结果的精度和分辨率。右移通常不能与外部温度传感器一起使用，因为已经使用了ADC范围的1/2以上。有关此校准程序的详细信息将在后面提供。

AUX1/2_UNIT_SEL 字节位于表 01h，字节 DEh 中。位 0 到 3 对应于 AUX2MON，位 4 到 7 对应于 AUX1MON，这两个半字节表示正在测量的参数。AUX1/2_UNIT_SEL 字节不仅仅是向主机报告的功能。DS1862使用AUX1/2_UNIT_SEL字节的信息及其内部逻辑，在检测到超出容差条件时设置适当的标志，并将生成的数字刻度从无符号格式更改为有符号格式。例如，如果将04h加载到AUX1 / 2_UNIT_SEL字节中，则AUX1MON将显示为“未实现”，AUX2MON将显示为“激光温度”监视器。如果TEMP_int_ext位= 1，在表04h中，地址为8Bh，则AUX2MON将处于“激光温度”模式并控制LUT索引指针，进而控制MODSET电流。例如，D800h （-40°C） 的温度结果会将地址为 80h 处的 LUT 索引。6600h（+102°C）的温度结果将使地址C7h处的LUT索引。

温度模式下AUX2MON的内部校准程序

在温度测量模式下校准AUX2MON有三个程序。首先，如果可以独占访问AUX2MON引脚（例如通过跳线），则可以使用电压进行内部校准。采用该方案，校准与DS1862的实际模块温度无关。其次，如果无法独占访问AUX2MON引脚（即温度传感器始终驱动AUX2MON），则可以使用基于已知参考温度的迭代调整方案。第三，如果使用的温度传感器是DS60、LM50或其他具有相同传递函数的传感器（与DS60或LM50相同），则可以从表05h中的位置复制唯一的工厂调整SCALE值，并将其写入AUX2MON SCALE。现在将讨论这三个程序的优点和局限性。

独占访问AUX2MON引脚的程序

要使用此过程，AUX2MON 引脚必须可用于外部连接，并且未连接其他电压源。该过程完成后，温度传感器输出电压必须重新连接到AUX2MON才能正常工作。

使用以下公式计算AUX2MON偏移值（表04h，地址ACh）。计算结果为小数，因此在将值输入DS1862之前，必须转换为十六进制。此外，如果十进制值为负数，则在输入 OFFSET 值之前还必须计算两者对十六进制数的补充。voltage_offset值定义为传感器温度为0°C时的输出电压。 SLOPE值定义了传感器电压响应温度变化的变化。斜率通常用单位定义：V/°C。

 

强制在 AUX2MON 引脚上施加电压，该电压等于：

 

调整AUX2MON SCALE寄存器（表04h，地址9Ch），使最小SCALE值产生AUX2MON RESULT（地址6Ch）为7FF0h。确保选择一个不会导致结果在 FS 值处偏移的 SCALE 值。在迭代修整期间，增加 SCALE 值也会增加 RESULT 寄存器中的值。

使用 DS60 的示例：

在辅助2周一= （128 x 斜率） + voltage_offset = 128 x 6.25mV + 424mV = 1224mV

调整缩放，直到结果刚好在 7FF0h。SCALE 值为 153Ch 时，导致示例部件中的 RESULT 在 7FF0h 和 7FE0h 之间切换。因此，SCALE 值 153Ch 是可以安全设置的最大值。

Procedure for Nonexclusive Access to the AUX2MON Pin

This procedure is intended to trim the AUX2MON internal calibration in an application where a temperature sensor is always connected.

Using Equation 1 listed above, calculate the hexadecimal value and write it into the AUX2MON OFFSET register.

使用已知的温度参考，调整 AUX2MON 刻度值，使 AUX2MON 结果与温度参考相匹配。这个已知的温度基准可以是DS1862自身的内部温度结果（位于60h内），也可以是指示DS1862或模块确切温度的温度传感器。增加 SCALE 值将增加 AUX2MON 结果。一旦参考温度的值与AUX2MON结果匹配，就找到了正确的AUX2MON标度值。注意：
为了获得最准确的 SCALE 微调，应使用高温（+102°C 或 +105°C）。

使用 DS60 的示例：

参考温度取自60h。 TDS1862= 17B0h （+23.68°C）.调整缩放，直到 AUX2MON 结果为 17B0h。在DS1580示例器件中，SCALE值为17h时，RESULT在7A17h和0C60h之间切换。 SCALE = 1580h。

与 DS60 或 LM50 温度传感器配合使用的步骤

此过程旨在避免迭代调整内部校准寄存器所产生的困难。使用这种方法不需要知道AUX2MON引脚上的确切电压或DS1862或模块的确切温度。DS1862具有两个16位寄存器，位于表05h中，经过工厂调整，包含与这两款常用传感器配合使用的精确AUX2MON SCALE值。

读取表05h中与所选温度传感器对应的SCALE寄存器。地址 80h 包含 DS16 的唯一 60 位值，地址 82h 包含 LM16 的唯一 50 位值。

将此表 05h SCALE 值写入 AUX2MON SCALE 寄存器。

将下表中的偏移值（对应于所选传感器）写入AUX2MON OFFSET 寄存器。

 

传感器	AUX2MON 偏移值
DS60	EF0Ah
LM50	F380h

 

结论

本应用笔记介绍了三种内部校准DS1862外部温度传感器AUX2MON引脚的方法。在这三种方法中，第三种方法最容易实现，而且精度很高，因为DS1862中的出厂校准可确保SCALE值与两个指定的传感器匹配。如果既不使用DS60或LM50示例温度传感器，则第一种方法（独占访问AUX2MON引脚）是下一个最佳解决方案。最后，第二种方法（非独占访问AUX2MON引脚）将使DS1862 AUX2MON引脚内部校准，但由于需要稳定的温度测试夹具和精确的温度传感器，因此实现起来更加困难。

审核编辑：郭婷