DS1847和DS1848均具有兩個(gè)256位數(shù)字電阻和查找表（LUT），可在-40°C至95°C的溫度范圍內(nèi)自動(dòng)調(diào)節(jié)電阻。 DS1848還具有128字節(jié)的用戶EEPROM，用于非易失性（NV）存儲(chǔ)其他數(shù)據(jù)。通過(guò)單個(gè) 2 線接口最多可訪問(wèn) 1847 個(gè)芯片，該接口用于與芯片通信。這兩個(gè)部件目前都在生產(chǎn)中，可供購(gòu)買(mǎi)。本應(yīng)用筆記解釋了DS85的溫度系數(shù)（TC），特別是為什么1847OPPM/°C無(wú)補(bǔ)償TC不適用于使用溫度查找功能的系統(tǒng)。它還檢查L(zhǎng)UT編程公式的準(zhǔn)確性。本文檔不打算作為如何使用DS1848或DS<>的教程，因此請(qǐng)?jiān)诶^續(xù)操作之前查看器件數(shù)據(jù)資料。

介紹

DS1847和DS1848為溫控?cái)?shù)字電阻。這些器件具有EEPROM 查找表，允許將電阻函數(shù)R（T）輸入存儲(chǔ)器，然后零件能夠 根據(jù)環(huán)境溫度自行調(diào)節(jié)其電阻。這些部件的主要應(yīng)用是 插入需要在整個(gè)溫度范圍內(nèi)進(jìn)行校準(zhǔn)的系統(tǒng)，可以使用變量完成 電阻。使用它們的好處包括消除笨重的機(jī)械電位器，IC 可靠性、系統(tǒng)校準(zhǔn)自動(dòng)化和系統(tǒng)溫度依賴(lài)性補(bǔ)償。

DS1847和DS1848均具有兩個(gè)256位數(shù)字電阻和查找表（LUT），以 在 -40°C 至 +95°C 的溫度范圍內(nèi)自動(dòng)調(diào)節(jié)電阻。 DS1848還具有 128字節(jié)的用戶EEPROM，用于其他數(shù)據(jù)的非易失性（NV）存儲(chǔ)。最多可訪問(wèn) 2 個(gè)芯片 通過(guò)單個(gè)<>線接口，用于與芯片通信。這兩個(gè)部分目前都在 生產(chǎn)并可供購(gòu)買(mǎi)。

本應(yīng)用筆記解釋了DS1847的溫度系數(shù)（TC），特別是為什么 850PPM/°C 無(wú)補(bǔ)償 TC 不適用于使用溫度查找功能的系統(tǒng)。它還 檢查L(zhǎng)UT編程公式的準(zhǔn)確性。本文檔不打算作為以下方面的教程 如何使用DS1847或DS1848，請(qǐng)?jiān)诶^續(xù)操作前查看器件數(shù)據(jù)資料。

未補(bǔ)償溫度系數(shù)解釋

電阻的TC可以通過(guò)多種方式定義，因此與DS1847一起使用的TC定義 數(shù)據(jù)表由公式1提供。

等式 1.

ΔR是電阻隨溫度的變化

ΔT 是預(yù)期或設(shè)計(jì)用于的溫度變化

TC是用PPM/°C單位表示的溫度系數(shù)（請(qǐng)參閱數(shù)據(jù)表最后一頁(yè)的TC與電阻的關(guān)系圖以獲得此值）

R取消計(jì)算是器件在單個(gè)（未補(bǔ)償）位置測(cè)量的電阻，在 發(fā)生溫度變化。

整個(gè)電阻范圍內(nèi)的典型TC值為850PPM。此典型值列在 無(wú)補(bǔ)償TC下數(shù)據(jù)表的參數(shù)表。此值具體對(duì)應(yīng)于 溫度系數(shù)，這將導(dǎo)致檢查設(shè)置在單個(gè)位置的電阻。這描述了如何 該器件可在手動(dòng)模式下工作，或者當(dāng)電阻LUT在一定范圍內(nèi)加載單個(gè)值時(shí) 的溫度。

然而，這并不是DS1847對(duì)TC的最佳描述。TC實(shí)際上是電阻本身的函數(shù)。數(shù)據(jù)表最后一頁(yè)的圖表繪制了典型的TC與電阻函數(shù)的關(guān)系。請(qǐng)注意，在低位置（低電阻），TC高于較高位置。

此 TC 函數(shù)最初可能會(huì)引起關(guān)注，但這里有一個(gè)典型示例來(lái)顯示相關(guān)的數(shù)字 使用TC與電阻圖和公式1。將要考慮的兩個(gè)條件是最低的 電阻值和最大電阻值。在最小電阻的情況下，大約500Ω DS1847-10，圖表上列出的溫度系數(shù)為1450PPM。電阻變化引起的電阻變化 10°C的溫度變化可以計(jì)算為7.3Ω。對(duì)于相同的溫度變化，10kΩ電阻（680PPM/°C）的電阻變化為68Ω。盡管TC較低，但電阻值越高隨溫度變化較大的原因是，未補(bǔ)償電阻增加了20倍，而TC降低了約2倍。還要意識(shí)到，10kΩ電阻（[68Ω*100%]/[10kΩ*10°C]）的百分比變化比0Ω電阻的068.0%/°C低145.500%/°C。這意味著，當(dāng)DS1847用于制造小電阻時(shí)，其溫度系數(shù)較低（Ω/°C），較大電阻的溫度系數(shù)較低（%/°C）。

對(duì)于10kΩ電阻，在68°C溫度變化期間發(fā)生的+10Ω電阻增加對(duì)應(yīng)于+6.8Ω/°C的速率。 因此，為了保持在10kΩ的目標(biāo)值，電阻的位置應(yīng)每+37.5°C遞減一個(gè)位置（~6Ω）。 理想情況下，這將使產(chǎn)生的電阻保持在目標(biāo)值的1LSB以內(nèi)。500Ω電阻的工作原理類(lèi)似，但只需要每52°C進(jìn)行一次補(bǔ)償，因?yàn)樗臏囟认禂?shù)較低，為Ω/°C。

如果這些器件是理想的，因?yàn)槊總€(gè)器件的最小電阻為500Ω，最大值為10Ω 電阻為1847kΩ，可以使用上述方法精確計(jì)算和補(bǔ)償位置。遺憾的是，DS1848和DS1847生產(chǎn)過(guò)程中的工藝變化增加了另一個(gè)變量，使情況進(jìn)一步復(fù)雜化。DS48/20的最大電阻與標(biāo)稱(chēng)值10kΩ相比變化可達(dá)20%，TC也會(huì)隨過(guò)程變化。這使得計(jì)算系統(tǒng)所需的電阻位置變得困難，因?yàn)楣に囎兓赡軐?dǎo)致對(duì)應(yīng)于理想位置的電阻偏離目標(biāo)值多達(dá)<>%。

為了解決與工藝變化相關(guān)的問(wèn)題，每個(gè)電阻器的LUT中存儲(chǔ)了六個(gè)參數(shù) 根據(jù)數(shù)據(jù)表的“查找表編程”部分中提供的公式對(duì)它們進(jìn)行表征。u、v、w、x、y 和 z 變量允許用戶準(zhǔn)確計(jì)算在特定溫度下實(shí)現(xiàn)特定電阻所需的位置。如果整個(gè)表使用公式和這些變量進(jìn)行編程，則用戶在整個(gè)溫度范圍內(nèi)應(yīng)處于所需電阻的2LSB以內(nèi)。這就是為什么在使用該公式時(shí)，850PPM/°C不一定與器件在正常工作模式下的性能相關(guān)。LUT允許每2°C調(diào)整一次電阻，DS1847將自我調(diào)整以保持用戶的阻性功能。使用公式2計(jì)算的位置已經(jīng)對(duì)DS1847進(jìn)行了溫度補(bǔ)償，使其達(dá)到公式的精度范圍內(nèi)。

計(jì)算DS1847的位置

理想情況下，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員將知道需要哪些電阻作為溫度的函數(shù)。這 提供的公式（公式2）可用于計(jì)算整個(gè)過(guò)程中需要哪些位置 溫度范圍與 alpha（在數(shù)據(jù)表中提供）、LUT 變量 （u、v...）、所需值的函數(shù)關(guān)系 電阻 R 和溫度 C計(jì)算出的位置將是一個(gè)實(shí)數(shù)，必須四舍五入為 最接近的整數(shù)。這會(huì)將結(jié)果量化為電阻的LSB，因此將有 一些量化誤差。公式3是公式2的解析，用于計(jì)算預(yù)期的電阻 基于存儲(chǔ)在LUT中的整數(shù)位置。所需電阻與 使用公式3計(jì)算的電阻是理想的量化誤差。此值應(yīng)在 1LSB 以內(nèi) 目標(biāo)值。

等式 2.

等式 3.

達(dá)拉斯半導(dǎo)體 ftp 網(wǎng)站上有一個(gè)電子表格，用于計(jì)算零件的電阻 u、v、w、x、y 和 z 變量的函數(shù)，加上數(shù)據(jù)表中的 alpha 值。

請(qǐng)按照以下說(shuō)明使用電子表格：

從每個(gè)電阻的器件中讀取無(wú)符號(hào)二進(jìn)制數(shù)（u，v_），并將其轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制。

將十進(jìn)制數(shù)字放在電子表格中相應(yīng)的藍(lán)色框中。

將所用器件類(lèi)型的正確 alpha 數(shù)放在每個(gè)電阻器的藍(lán)色 alpha 框中。

在相應(yīng)的藍(lán)色框中鍵入電阻 0 和 1 的期望電阻值。

按計(jì)算按鈕。

VBA 宏將讀取提供的信息并計(jì)算用于任何給定 LUT 的位置設(shè)置 位置以達(dá)到所需的電阻。這些值將報(bào)告回下面的電子表格。它將 然后計(jì)算使用這些整數(shù)位置獲得的理論電阻，這允許 量化要評(píng)估的誤差。要使用此電子表格，必須在 正在使用的電腦。

下圖顯示了DS1847在編程時(shí)的理想溫度性能 在整個(gè)溫度范圍內(nèi)保持固定電阻值。這張圖表是理論上的表現(xiàn)，它忽略了 DS1847只能每?jī)啥雀淖円淮挝恢谩Ｌ峁┐藞D表是為了顯示DS1847如何 應(yīng)在整個(gè)溫度范圍內(nèi)進(jìn)行自我補(bǔ)償。

圖1.理想的DS1847溫度補(bǔ)償5kΩ電阻。

檢查數(shù)據(jù)表LUT編程的準(zhǔn)確性 方程

出于本應(yīng)用筆記的目的，一個(gè)器件加載了一組數(shù)據(jù)，類(lèi)似于 圖 1，但電阻 0 設(shè)置為最大電阻，電阻 1 設(shè)置為最小電阻 可以保持溫度。實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證LUT的準(zhǔn)確性 對(duì)溫度范圍內(nèi)的方程進(jìn)行編程，并顯示實(shí)際零件溫度補(bǔ)償自身。

電阻1的LUT設(shè)置為對(duì)應(yīng)于標(biāo)稱(chēng)電阻值490Ω以上的值 溫度。然后收集溫度范圍內(nèi)的電阻數(shù)據(jù)，理論值來(lái)自 根據(jù)測(cè)量（實(shí)際）值繪制計(jì)算圖

圖2.電阻1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理想性能

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方程非常準(zhǔn)確地計(jì)算了 低位置設(shè)置。在這種特殊情況下，精度始終在預(yù)期值的~2Ω以內(nèi)。也 請(qǐng)注意，即使有補(bǔ)償，電阻也會(huì)隨溫度變化。它只能補(bǔ)償?shù)?在<>/<>LSB最佳情況下，因此設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)必須允許一些量化誤差 系統(tǒng)。

圖3.電阻0實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理想性能

電阻0的LUT加載的值對(duì)應(yīng)于大約最大電阻 保持溫度。該器件的最大電阻約為9820Ω。這 重復(fù)實(shí)驗(yàn)，再次繪制結(jié)果。這次增加了一個(gè)附加函數(shù) 顯示了如何獲得未補(bǔ)償?shù)氖覝仉娮瑁ɡ碚撝担传@取實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)） 溫度也會(huì)公平。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方程的滿量程電阻精度約為2LSB 從-40°C到室溫（+25°C），從室溫到+1°C約為100LSB。 與測(cè)量數(shù)據(jù)擬合的一條線顯示，電阻在整個(gè)范圍內(nèi)進(jìn)行了相當(dāng)好的自我補(bǔ)償，有效TC為-85PPM/°C。 與估計(jì)的+725PPM/°C無(wú)補(bǔ)償電阻相比，自補(bǔ)償DS1847的優(yōu)勢(shì)顯而易見(jiàn)。

實(shí)驗(yàn)筆記

本實(shí)驗(yàn)使用新型DS1847E-10完成。這是DS1847系列的最新品種 兩個(gè)電阻的最大電阻均為 10kΩ，最小電阻較低，約為 500Ω. “E”封裝為14引腳TSSOP。更緊湊的芯片級(jí)BGA封裝也是 可用。有關(guān)此新產(chǎn)品的更多信息，請(qǐng)參閱數(shù)據(jù)表的更新版本，該版本已 現(xiàn)已在線提供。

審核編輯：郭婷