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文檔簡介
特性和優(yōu)點(diǎn)傳感器溫度范圍-40…+125?C物體溫度范圍-70…+380?CTa和To0到+50°C溫度范圍內(nèi),精度可達(dá)0.5°C
應(yīng)用實(shí)訂購信
器件編號(hào)
溫度代碼E(-40Cto85C)K(-40Cto
封裝代碼SF(TO-
選擇碼XX(1)(2)--3V實(shí)例
ABC溫度梯度補(bǔ)償*
ABC–35°F–10°GHI–3°操作圖1MLX90614 1MLX90614 2Vss indifferentapplicationsforoptimumEMCMLX90614connectionto圖1典型應(yīng)用電路圖
總體描MLX90614是一款紅外非接觸溫度計(jì)。TO-39金屬封裝里同時(shí)集成了紅外感應(yīng)熱電堆探測(cè)器和信號(hào)處理集成芯由于集成了低噪聲放大器、17位模數(shù)轉(zhuǎn)換器和強(qiáng)大的數(shù)字信溫度計(jì)具備出廠校準(zhǔn)化,有數(shù)字和SMBus(系統(tǒng)管理10位的輸出格式用于連續(xù)傳送溫度范圍為-20…120?C的物體溫度,其分辨率為0.14?C。POR默認(rèn)模式是SMBus輸出格式??傮w描述(續(xù)信號(hào)處理集成MLX90302,專門用于處理紅外傳感器輸出信號(hào)。器件為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)TO-39封裝。由于集成了低噪聲放大器、17位模數(shù)轉(zhuǎn)換器和強(qiáng)大的數(shù)字信號(hào)處理MLX90302,使得高精度和高分辨度的溫度計(jì)得以實(shí)現(xiàn)。計(jì)算所得物體溫度和環(huán)境溫度在MLX90302的RAM單元,溫度分辨率為0.01?C,并SMBus兼容協(xié)議接口(0.02°C分辨率)10位(脈寬調(diào)制)輸出模式輸出。傳感器測(cè)量的溫度為視場(chǎng)里所有物體溫度的平均值。MLX90614室溫下的標(biāo)準(zhǔn)精度為±0.5oC。醫(yī)療應(yīng)用版本的傳感器可在溫度范圍內(nèi)達(dá)到±0.1oC的精度。(/該效應(yīng)對(duì)小視場(chǎng)(V)器件,如和XF會(huì)更加明顯,因?yàn)閭鞲衅鹘邮盏奖粶y(cè)物體能量削減了。因此,邁來芯引入MX4X版本,在該版本里,熱梯度是通過內(nèi)部測(cè)量的,進(jìn)而用所測(cè)溫度去補(bǔ)償該梯度。MX4X用梯作傳該。作為標(biāo)準(zhǔn),MLX90614將物體發(fā)射率校準(zhǔn)為1。但用戶可在無需黑體的情況下,簡易地將發(fā)射率在0.1…1.0之間改變。10-位輸出模式是連續(xù)輸出所測(cè)物體溫度的標(biāo)準(zhǔn)配置,測(cè)量物體的溫度范圍為-20…120?C,0.14?C。格式可以通過改2EEPROM單元的內(nèi)容來簡易地定制為客戶所需的范圍,這對(duì)(To)進(jìn)而構(gòu)造簡單且經(jīng)濟(jì)的恒溫器或是溫度(凍結(jié)/沸騰)警報(bào)裝置。溫度閾值是用戶編程的。在SMBus系統(tǒng)中該特性可以作為進(jìn)程中斷以便總線上的從動(dòng)器件并確溫度計(jì)有兩個(gè)電源電壓:5V3V(電池作為電源)。5V電源電壓可通過使用少量片外元件調(diào)節(jié)到更高的電源電壓。(例如8…16V)(具體請(qǐng)參考“應(yīng)用信息”部分)的波長通帶為5.5到14μm。3操作 總體描 總體描述(續(xù) 術(shù)語 最大額定 引腳定義和描 電學(xué)特 MLX90614Bxx, 詳細(xì)描 模塊圖 信號(hào)處理原 模塊描 放大 電源穩(wěn)壓器和上電復(fù)位( SMBus兼容兩線協(xié) 功能描 與標(biāo)準(zhǔn)SMBus規(guī)范的區(qū)別(參考資料 詳細(xì)描 SMBus的AC特 位傳 命 睡眠模 ..............................................................................................................................................................................................................單個(gè)格 擴(kuò)展格 定制的溫度輸出范 和SMBus之間的切換 8.6.1使 請(qǐng)求狀 8.6.3未使 環(huán)境溫度和物體溫度的計(jì) 環(huán)境溫度 物體溫度 計(jì)算流 熱動(dòng)繼電 特 性能圖 MLX90614溫度精 視場(chǎng) 應(yīng)用信 應(yīng)用配置為SMBus的MLX90614溫度 應(yīng)用配置為SMBus的多個(gè) 輸出模式 熱警告/恒溫 高電源電壓操 應(yīng)用注 封裝信 零件標(biāo) 參考資 不承 術(shù)語表 注:MLX90614xxx有時(shí)也稱為“模塊”最大額定值5.50.4----DCSCLVzVz模式225252525表1:MLX90614絕對(duì)最大額定值引腳定義和描述22/1-SCL/3-4-2:引腳描SCL/以實(shí)現(xiàn)對(duì)器件高電源電壓8…16V的應(yīng)用。//2:MLX90614引腳描注:對(duì)于+12V(+8…+16V)電源電壓工作方式參考應(yīng)用信息部分。由于EMC和等溫條件的原因,強(qiáng)烈建議Vss引腳外不允許其它任何電學(xué)連接到外部金屬封裝由于SCL/Vz /SDA引腳工作在兩線接口模式下,輸入特觸發(fā)器是自動(dòng)使能的電學(xué)特性TA25?CVDD=5V(除非另有說明5V12Iz75…1000uATa=室溫VIz=VPOR電VPOR電VPOR遲VVDD上升(10sd-%Isource=2VDD-VIsink=2VVout,H=VDD-7Vout,L=VH(Ta,VVIL(Ta,V壓范圍,Isink=2mAVISCL,VSCL=4V,SDA漏電ISDA,VSDA=4V,SCL電SDASDASCLSCLSCLTa=Ta=Ta=55注:所有通信和刷新率的時(shí)序是在給定校準(zhǔn)化的HFO頻率下,會(huì)隨頻率的變化而所有時(shí)序規(guī)范是對(duì)單個(gè)輸出有效的。(MLX90614xAx出廠默認(rèn)模式)對(duì)于擴(kuò)展輸出(MLX90614xBx出廠默認(rèn)模式)每個(gè)周期是單個(gè)時(shí)序的兩倍。(參考詳細(xì)描述部分)推薦使用大電容負(fù)載實(shí)現(xiàn)低的頻率。熱動(dòng)繼電器(配置)和有相同的DC規(guī)范并可被置為推挽式,或NMOS開漏式輸出。是自由運(yùn)行模式,出廠默認(rèn)的上電后的模對(duì)于12VSMBus兼容接口應(yīng)用參考應(yīng)用信息部分。SMBus兼容接口會(huì)在SMBus127個(gè)MLX90614xxx器件。多的器件需要大的上拉電流,快速的總線數(shù)據(jù)傳輸率,并增加了總線上MLX90614xxx始終為總線上的從動(dòng)器件。MLX90614xxx可以工作在低功耗和高功耗的SMBus通信模式下。如無特殊說明,所有電壓都Vss的。(地)5V電源電壓器件沒有省電模式。TA25?CVDD=3V條件下給出的。(除非有特殊說明3V121516POR電VPOR電VPOR遲VVDD上升(1090的規(guī)定電源電壓sd-%Isource=2VDD-VIsink=2VVout,H=VDD-Vout,L=VVV壓范圍,Isink=2mAVVSCL=3V,SDA漏電VSDA=3V,SCL電SDASDASCLSCLSCLTa=Ta=Ta=55注:MLX90614Axx注意事項(xiàng)詳細(xì)描述模塊圖表STATE3:模塊圖信號(hào)處理原理MLX90614是由內(nèi)部狀態(tài)機(jī)控制物體溫度和環(huán)境溫度的測(cè)量和計(jì)算,進(jìn)行溫度后處理,并將結(jié)果通過或是ASSPIR(MLX90614xAxIR傳感器)IR傳感器的輸出通過增益可編程的低噪聲低失SigmaDeltaDSP做后續(xù)的處理。信號(hào)通過可編程的(EEPROM實(shí)現(xiàn))FIRIIR低通濾波器以進(jìn)一步減低輸入信號(hào)的帶寬從而達(dá)到所需的噪聲特性和刷新率。IIRRAM中,其中三個(gè)單元可被用到:一個(gè)是片內(nèi)溫度傳感器(PTAT或PTC),其余兩個(gè)為IR傳感器。TaTo0.01?C。TaTo可通過兩種方式:通過兩線接口RAM單元,(0.02°C分辨率,固定范圍)或者通過數(shù)字模式輸出。(10位分辨率,范圍可配置)TaTo被重新調(diào)節(jié)為所需的輸出分辨率,并且該數(shù)據(jù)存在狀態(tài)模塊描述放大器后,失調(diào)電壓可低至0.5μV。電源穩(wěn)壓器和上電復(fù)位(VDD=5V=>(上電復(fù)位(POR)連接在Vdd電源電壓上。當(dāng)Vdd上升至大約0.5V,片上POR電路使POR信號(hào)激活并將整個(gè)MLX90614xxxVdd高于規(guī)定的POR閾值電壓VPOR。(注:MLX90614Axx和MLX90614Bxx電位是不同的)在POR激活期間,POR信號(hào)為有效的,并且/SDA引腳為開漏式。在MLX90614xxx退出POR狀態(tài)后,可在該引腳實(shí)現(xiàn)EEPROM編程功能。EEPROMTa發(fā)射率配置寄Melexis………MelexisSMBusMelexisMelexis………MelexisMelexisMelexisMelexisIDIDIDIDTomaxTominTa8.5.3部分。發(fā)射率的地址包含物體的發(fā)射率,(出廠默認(rèn)值為1.0=0xFFFF)16位數(shù)值。dec2hex[round65535xε單個(gè)模式周期T=1.024*P[ms],其中P是個(gè)數(shù)字,寫在CTRL15..9位里。單個(gè)模式,最大周期為131.072ms,擴(kuò)展模式,最大周期為262.144ms,這些數(shù)值為典型值,取決于片上RC振蕩器的*數(shù)值是在正常HFO頻率下測(cè)量所注:為了保持有關(guān)的出廠校準(zhǔn)值,以下寄存器中的為不允許改動(dòng):(除過通過特殊工具——聯(lián)系邁來芯獲取此工)Ke[15..0];ConfigRegister1[13..11;7;3];地址00Fh019h登 獲取EEPROM設(shè)置的詳細(xì)應(yīng)用指南片上濾波和建立時(shí)間MLX90614具有可配置的片上數(shù)字濾波器??稍试S客戶進(jìn)行噪聲和速度定制化。MLX90614類系的出廠默認(rèn)配建立時(shí)間典型噪聲CMLX90614AAA,BAA,MLX90614ABA,MLX90614ACC,MLX90614ACF,濾波器的詳細(xì)設(shè)置請(qǐng)參考應(yīng)用指南“理解MLX90614片上數(shù)字信號(hào)濾波器”,登錄 用PC軟件支持的評(píng)估板EVB90614可簡單進(jìn)行濾波器配置,同時(shí)不需要深入理解EEPROM。度為20°C的峰值時(shí),MLX90614的溫度峰值只有5 IIRFIR建立時(shí)間(s)90614xBx90614xCx不推RAMMelexis………Melexis原始數(shù)據(jù)IR原始數(shù)據(jù)IRMelexis………MelexisSMBus兼容兩線協(xié)議 /SDA和SCLSCL–SMBus通信時(shí)鐘信號(hào)。該引腳有輔助建立外部電壓調(diào)節(jié)器的功能。當(dāng)使用外部電/SDA–數(shù)字輸入/輸出,用于測(cè)量物體溫度,有輸出和SMBusEEPROM里編程來改變引腳模式為推挽式或是開漏NMOS式。(出廠默認(rèn)為開漏NMOS式)在SMBus模式里,SDA為開漏式NMOSI/O口,/熱動(dòng)繼電器工作模式時(shí)該引腳為推挽式。 功能描述SMBus(MD)(SD)通信。系統(tǒng)在給定的時(shí)刻只有一個(gè)主控器件【1】。MLX90614只作為從動(dòng)器件使用。MD可以對(duì)RAM和EEPROM的數(shù)據(jù)進(jìn)行,并可對(duì)EEPROM其中9個(gè)單元進(jìn)行寫入操作。(地址為0x20h,0x21h,0x22h,0x23h,0x24h,0x25h*,0x2Eh,0x2Fh,0x39h)當(dāng)對(duì)MLX90614進(jìn)行操作,如果器件本身EEPROM里的從動(dòng)地址和主控器件發(fā)送的從動(dòng)地址一致的情況下,器件會(huì)回饋以16位的數(shù)據(jù)和8位PE。SA127[15.2所描述的特殊性能。在器件接在總線之前,為了器件或是給SD分配一個(gè)地址,通信必須以0從動(dòng)地址加低RWB位開始,當(dāng)MD發(fā)送此命令,MLX90614總是會(huì)反饋并忽視內(nèi)部編碼信息。需要特別注意不要將同一從動(dòng)地址的MLX90614器件接在同一總線上,因?yàn)镸LX90614不支持標(biāo)示,如“EEBUSY”,(1–EEPROM在處理之前的寫入/擦除)“EE_DEAD”(1–EEPROM有個(gè)致命錯(cuò)誤 注*:該地址可讀可寫,位3不可改動(dòng)否則會(huì)刪除出廠校準(zhǔn)值。與標(biāo)準(zhǔn)SMBus規(guī)范的區(qū)別(參考資料 詳細(xì)描述MLX90614的/SDA引腳可以作為模式輸出,取決于EEPROM的設(shè)置。如果設(shè)為使能,在上電復(fù)位(POR)之后,/SDA引腳被直接配置為輸出??梢酝ㄟ^一個(gè)特殊令來使引腳回避總線協(xié)議SSlaveADataAP17 8 S17 8 SStartRepeatedStartRead(bitvalueofWrite(bitvalueofAAcknowledge(thisbitcanbe0forACKand1forSStopPacketError在SD接收到每個(gè)8位數(shù)據(jù)后,會(huì)回復(fù)ACK/NACK信息。當(dāng)MD初始化通信,將首先發(fā)送受控地址,只有能識(shí)別該地址的SD會(huì)確認(rèn),其它的會(huì)。如果SD未確認(rèn)其中的任意字節(jié),MD應(yīng)停止通信并重新發(fā)送信息。NACKPECMD應(yīng)重新發(fā)送信息。PEC的計(jì)算結(jié)果是基于除START,REPEATEDSTART,STOP,ACK和NACK位外的所有位。PEC是CRC-8的多項(xiàng)式a17 8 7 17 8 7 81818 5:數(shù)據(jù)格式SSlaveAASlaveADataByteADataByteAAP寫入數(shù)據(jù)(只有SSlaveAADataByteADataByteAAP17 818181817 8181818 圖7:SMbus通信實(shí)例(從RAM中并寫入到SMBusAC特性時(shí)MLX90614’sSMBus的特定時(shí)序?yàn)椋盒拍K,不多于27ms。節(jié),不超過2,5μs。Thdac(SD)定義了一段時(shí)間,此時(shí)間在SCL的第九個(gè)下降沿后,MLX90614釋放 信),不超過1,5μs。Tsuac(MD)定義了一段時(shí)間,此時(shí)間在SCL的第八個(gè)下降沿后,MLX90614會(huì)釋放/SDA(MD可以確認(rèn)接收的字節(jié)),不超過0,5μs。Thdac(MD)定義了一段時(shí)間,此時(shí)間在SCL的第九個(gè)下降沿后,MLX90614會(huì)控制/SDA(它可繼續(xù)傳送下個(gè)字節(jié)),不超過1,5μs。
> >8SMBusSCL引腳的輔助功能(二極管)會(huì)給時(shí)鐘脈沖增加下脈沖信號(hào)(5V版本),如圖所示。(見圖9)這個(gè)脈沖是由片上合成二極管的瞬態(tài)響應(yīng)造成的,典型時(shí)間大約為15μs。SCL線上電抗增加也會(huì)加劇該效應(yīng)。該脈沖不會(huì)影響MLX90614識(shí)別SCL的上升沿。但可能會(huì)妨礙總線上非MLX90614從動(dòng)器件的正常工作。圖圖9:SCL引腳上的合成二極管引入的下脈沖現(xiàn)象(5V版本位傳送
10:SMBus的位傳/SDA的數(shù)據(jù)SCL為低時(shí)改(SCL下降沿后間隔至少)SCL的上升沿,MDSD的數(shù)據(jù)被讀出,建議在SCL為低電平的中間時(shí)刻改變數(shù)據(jù)。命RAM和EEPROM大小都為32x16。RAM時(shí),由于RAM中含有符號(hào)位,數(shù)據(jù)被分為兩部份。(例如-當(dāng)物體溫度從-70.01°C到+382.19°C時(shí),RAM地址0x07h的數(shù)據(jù)會(huì)從0x27AD到0x7FFF。)由RAM的MSB是線性化溫度的錯(cuò)誤指示符。(高表示激活)(TOBJ1TOBJ2Ta)原始數(shù)據(jù)的MSB(IRsensor1的數(shù)據(jù))(符號(hào)和幅度格式對(duì)EEPROM0X0000以擦除EEPROM單元里的內(nèi)容,有關(guān)EEPROM不允許操作碼命000x001x注*:xxxxx代表要/寫入的內(nèi)存地址的5LSB位注**行為類似讀命令。MLX9061416位數(shù)據(jù)后會(huì)反饋PEC,其中只有4MD需要的,它會(huì)在傳送完第一個(gè)子節(jié)后停止通信,和標(biāo)示符的區(qū)別在于后者沒有重復(fù)起始位。Data[7]-EEBUSY–先前對(duì)EEPROM的讀/寫操作正在進(jìn)行,高有效Data[6]未使Data[5]-EE_DEAD-EEPROM發(fā)生雙重錯(cuò)誤,高有效。Data[3]–未執(zhí)行。Data[2..0Data[8..15]–都為睡眠模式MLX90614可通過SMBus接口發(fā)送“進(jìn)入睡眠模式”命令來進(jìn)入睡眠模式。5V版本沒有該功能。為了將電流損耗降為2.5uA(典型值),在模式中SCL保持低電平。通過將SCL引腳置為高電平,并將/SDA引腳保持低電平不少于tDDq=80ms來使MLX90614回到POR默認(rèn)模式(通過重置POR)如果EEPROM配置為模式,(EN_為高)在喚醒器件之后,并control[2],PPODB為1,將選擇模式,MLX90614會(huì)通過推挽式輸出脈沖序列。進(jìn)入睡11:進(jìn)入睡眠模式
>退>12:退出睡眠模式會(huì)通過由EEP設(shè)置的嵌入式數(shù)字濾波器。嵌入式濾波器的詳細(xì)介紹請(qǐng)參考 南“理解MLX90614片上信號(hào)濾波器”。MLX90614可通過或是SMBus兼容接口,由EEPROM配置選擇輸出模式。(出廠默認(rèn)為 輸出有兩種可編程的格式,單個(gè)和雙重?cái)?shù)據(jù)傳送,提供單線兩個(gè)溫度的功能。(雙重可以選擇 Config12TarangeTarangeTarangeTarange注:串行數(shù)據(jù)功能(兩線/)以及熱動(dòng)繼電器功能。(在“熱動(dòng)繼電器”部分介紹*不建議使用擴(kuò)展模式 18
5T11
7 8Sensor
Sensor
Sensor
Sensor2 1
5 7
8 9
15T圖 時(shí)序單個(gè)(上)擴(kuò) (下型1/8–4/8-1/8–1/16-4/16-1/16-1/16-4/16-2/16-1/16-1/16-4/16-2/16-1/16-1/16-4/16-1/16-單 格 1設(shè)置的數(shù)2t效。溫度讀數(shù)可由單個(gè)時(shí)序圖給出Tout 2TmaxTminTmin 其中Tmin和Tmax是溫度輸出所對(duì)應(yīng)的重新調(diào)整系數(shù),在EEPROM里。(Ta,Tobj1和Tobj2的溫度范圍是仍是前面規(guī)定的范圍)T是 的周期,Tout是Tobj1,Tobj2或Ta,取決于ConfigRegister[5:4]設(shè)置。t1:開始緩沖時(shí)間,這段時(shí)間信號(hào)為高電平。t1=0.125*T(T是周期,參考圖13)t2:有效數(shù)據(jù)帶,0…1/2T。輸出的數(shù)據(jù)分辨率為10位。t3:錯(cuò)誤帶–表示EEPROM出現(xiàn)致命錯(cuò)誤。(雙重錯(cuò)誤檢測(cè),無糾正)t3=0.25*T。因此如果脈沖序列的占Tobj1=>ConfigReg[5:4]=Tomin=0°C Tomin[EEPROM]=100*(tomin+273.15)=6AB3hTomax=+50°C Tomax[EEPROM]=100*(tomax+273.15)=7E3Bh捕獲的高電平時(shí)間為0.495*T=> t2=(0.495–0.125)*T=0.370*T=>測(cè)量的物體溫度=2X0.370*(50°C-0°C)+0°C=+37.0°C.擴(kuò) 格 的十進(jìn)制數(shù)值。(DUAL[5:1]= control&clock[8:4]),如圖14所示。14:DUAL[5:1]=01h時(shí)的擴(kuò)(每個(gè)數(shù)據(jù)重復(fù)2次
Tout2t2*TmaxTmin 1 Tout2t5*TmaxTmin 2 Tmin1Tmax1Tmin2和Tmax29t2=thigh1-t1,t5=thigh2-時(shí)間帶:t1=0.125*T,t3=0.25*T和t4=1.125*T。如圖11所示,擴(kuò)展格式的周期是單個(gè)周期的兩倍。在此給出的公式都是對(duì)于單個(gè)周期T。EEPROM錯(cuò)誤帶信號(hào)在數(shù)據(jù)1為43.75%的占空比,數(shù)據(jù)2則為TaTobj1@Data1Data2ConfigReg[5:4Tamin=-5°C Tarange,L[EEPROM]=100*(Tamin+38.2)/64=34h,Tamax=+105°C Tarange,H[EEPROM]=100*(Tamax+38.2)/64=TarangeTomin=0°C Tomin[EEPROM]=100*(Tomin+273.15)=6AB3hTomax=+50°C Tomax[EEPROM]=100*(Tomax+273.15)=7E3Bh捕獲的高電平時(shí)間為0.13068*(2T)和0.7475*(2T),其中2T是每個(gè)捕獲的 間的可靠測(cè)定。Data1被表示為0.13068*(2T),Data2–0.7475*(2T),溫度可根據(jù)以下步驟計(jì)算:t2/T=(thigh1/T)-0.125=0.13636=>t5/T=(thigh2/T)-1.125=0.370=>定 的溫度輸出范圍計(jì)算所得的環(huán)境溫度和物體溫度存在RAM中,其分辨率為0.01°C(16bit)。輸出格式為10-位數(shù)值,所以為此,EEPROM中的2個(gè)單元用于存取To的范圍(Tomin和Tomax),一個(gè)單元用于Ta(Tarange:8MSBTamax8LSB用于輸出格式的物體溫度可用下式進(jìn)行重新調(diào)節(jié): TRAMTMINEEPROM,
[°C,1LSBToMAXToMIN
TMIN100T
TMAX100輸出格式的環(huán)境溫度可用下式進(jìn)行重新調(diào)節(jié): TRAMTMINEEPROM,
Ta,1LSBTMAX
T
TMIN38.2
38.2
和SMBus之間的切換使能下圖顯示了在使能情況下,切換到SMBus的方式。(POR后MLX90614為出廠默認(rèn)輸出方式SMBus,,未使能)。注意SCL引腳需要保持高電平以便使用。ttREQ>1.44ms SMBus圖15: 模式切換到請(qǐng)求狀態(tài)SMBus圖16:請(qǐng)求(切換為SMBus)狀態(tài)如果使能,MLX90614’s需要SMBus請(qǐng)求狀態(tài)使不使能并在開始SMBus通信之前重新配置/SDA引腳。一旦未使能,它只能通過切斷-打開電源或是退出睡眠模式來使其使能。TheMLX90614’sSMBus請(qǐng)求狀態(tài)需要將SCL引腳持續(xù)多于請(qǐng)求時(shí)間(tREQ)>1,44ms保持為低電平。此情形下SDA線上的數(shù)據(jù)被忽略。未使能如果是通過EEPROM未使能,/SDA引腳會(huì)在POR之后直接用于SMBus通信。該情況下不需要發(fā)環(huán)境溫度和物體溫度的計(jì)算IR傳感器包含有若干個(gè)串接的熱電偶,熱電偶的冷接頭置于襯底上,熱接頭置于薄膜上。薄膜通過吸收或是輻射IR使自身加熱會(huì)冷卻。熱電堆的輸出信號(hào)為:VTa,ToA.To4Ta4一個(gè)附加的片上溫度傳感器用來測(cè)量的溫度。測(cè)量完兩個(gè)傳感器的輸出后,對(duì)應(yīng)的環(huán)境溫度和物體溫度被計(jì)DSP處理的,它可產(chǎn)生數(shù)字輸出,并和測(cè)量溫度成線性比例。環(huán)境溫度線性傳感器溫度Ta存于內(nèi)存里。計(jì)算好的溫度輸出分辨率為0.02?C,傳感器的出廠校準(zhǔn)范圍為40…+125?CRAM單元地址006h中,2DE4h-38.2?C(線性輸出最低限度),4DC4h(19908d)125?CRAM內(nèi)容轉(zhuǎn)換為實(shí)際的Ta溫度:Ta[K]Tareg0.02,or0.02°K/物體溫度To[K]Toreg0.02,or0.02°K/3AF728,75?C無錯(cuò)誤(計(jì)算流程在POR后,被存于EEPROM里的校準(zhǔn)數(shù)值初始化,在該階段,選擇IR傳感器號(hào)碼決定用那個(gè)傳感固定波長R濾波器進(jìn)行附加濾波,結(jié)果作為TS存于MI計(jì)算環(huán)境溫度,結(jié)果作為TA存于固定波長R濾波器進(jìn)行附加濾波,結(jié)果作為IRS存于MIR固定波長IIR濾波器進(jìn)行附加增益濾波,結(jié)果作為IRG存 增益補(bǔ)償計(jì)算,結(jié)果作為KG存于 注*:可編程波長FIR濾波器的測(cè)量N使用相同的EEPROM單元注**:可編程波長IIR濾波器的測(cè)量對(duì)于L使用相同的EEPROM單123IROffsetmeasIR123IROffsetmeasIROS=GaindriftOffsetp=IRGm-IRG= KG23TOBJ2Gain Offsetp=IR2D-IR2measTOBJ1Gain Offsetp=IR1D-IR1meas1TATD= Offsetp=TDATA-TAmeasTOS=TAOffsetmeasOSTa=IR熱動(dòng)繼電器MLX90614的/SDA引腳可配置為熱動(dòng)繼電器模式,有可編程的閾值和遲滯。繼電器比較單元的輸入為傳感器1所讀的物體溫度。 的輸出不是繼電器驅(qū)動(dòng),而是邏輯輸出,在必要時(shí)該輸出可以連接到繼電器驅(qū)動(dòng)上 和熱動(dòng)繼電器的輸出驅(qū)動(dòng)是相同的。 /SDA引腳可配置為推挽式或是開漏式NMOS,(通過EEPROM中 CTRL的PPODB位)可以觸發(fā)外部器件。溫度閾值由EEPROM021h(Tomin)確定,遲滯由地址020h(Tomax)確定。/SDA引腳為高電平,如果Tobj1threshold 圖18:熱動(dòng)繼電器: ”引腳對(duì)比 SMBus模式。( 式)來使器件返回到熱動(dòng)繼電器配置。 閾值5°C=>(5+273.15)*100=27815=1°C=>1*10010064h最小的遲滯0,01°C特 現(xiàn)雙重區(qū)域無接觸溫度測(cè)量。(擴(kuò)展 性能圖表MLX90614溫度精度±4±4±3±4±3±2±4±4±3±4±3±2±2±2±3±2±1±1±2±2±1±0.5±1±20±3±1±1±2±3-±3±3±2±3±4---019:MLX90614的基本溫度精精度在下圖表中給出。其他溫度范圍內(nèi)的精度和上圖表顯示的相同。只有MLX90614DAA版本具有醫(yī)療精度。±0.3±0.2±0.1±0.2±0.320:醫(yī)療應(yīng)用MLX90614DAA(Ta,To)的基本精度沒有溫差)封裝內(nèi)部的溫差會(huì)影響溫度計(jì)測(cè)量的精度,如下因素會(huì)造成溫差:傳感器背部的熱電子,傳感器背部或旁邊的加熱器/冷卻器,或當(dāng)熱/冷物體靠近傳感器,不僅會(huì)加熱傳感元件,而且會(huì)加熱溫度計(jì)封裝。該效應(yīng)對(duì)小視場(chǎng)的溫度計(jì),如-XXC和-XXF會(huì)更加明顯,因?yàn)閭鞲衅魉邮盏轿矬w輻射的能量減少了。因此邁來此效應(yīng)。用此方法,MLX90614–XCX對(duì)外部引入的熱梯度用更小的敏感度,但是也不能完全消除此效應(yīng)。因此Angle,--100100Angle,0:23:比較對(duì)齊線來識(shí)別區(qū)域Angle,----24:MLX90614xCCAngle,25:MLX90614xCF26:MLX90614xCI應(yīng)用信息應(yīng)用配置為SMBus的MLX90614溫度計(jì)R12R123SCLC1427:MLX90614SMBus以提供給MLX90614器件電源,而使SMBus線不成為負(fù)載。用配置SMBus的多個(gè) 23C1SCL4Currentsourceorresistorpull-upsofthebus23SCLC24SDA28:SMBus網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用MLX90614器MLX90614支持EEPROM中的7-位從動(dòng)器地址。因此允許通過兩線連接并多達(dá)127個(gè)器件。上有較高的容性阻抗,(C3和C4分別代表線上的寄生參數(shù))所以簡單的上拉電阻方式成本會(huì)比較低。輸出模式12圖29:MLX90614 輸出模式配置在EEPROM配置為 ,POR之后,模式是自由運(yùn)行的。對(duì)于 工作模式,SCL引腳必須為高電平。(可以短接到Vdd引腳) 12 圖30:SMBus存在 輸出方同樣,模式需要寫入EEPROMPOR默認(rèn)模式。在工作方式中,SCL線可以為高阻抗,強(qiáng)加為高電平或是不連接。上拉電阻R1SCL線為高電平并且POR默認(rèn)模式也是激活的。SMBus依然可(–進(jìn)一步重新配置MLX90614,或是睡眠模式的電源管理)因?yàn)樯侠娮枰恢苯釉赟MBus總線上??膳渲脼殚_漏NMOS方式或是推挽式輸出方式。在開漏方式下,需要上拉電阻。允許低成本地轉(zhuǎn)換為低邏輯高電平狀態(tài)。許多MCU需要內(nèi)部上拉動(dòng)作。R1R1 222SCLSCL SCL333C14C14AC+Alertdev-圖31:MLX90614的熱警報(bào)/恒溫器使用MLX90614可在EEPROM中配置為熱動(dòng)繼電器工作模式。通過兩個(gè)元件-MLX90614和電容可實(shí)現(xiàn)1mA靜態(tài)電 高電源電壓操作高的電源電壓(VDD=8…16V)。如下圖給出的,僅需要少量的外部元件就可實(shí)現(xiàn)該功能。1MLX90614 42MLX90614Axx:
Equivalent3212V穩(wěn)壓器實(shí)現(xiàn)應(yīng)用注釋光輸入(傳感器濾波器)中顯著的污染物可能造成對(duì)光信號(hào)未知的濾除和畸變,因此會(huì)造成并非特定的誤差。過于慢的上電過程會(huì)造成內(nèi)嵌POR電路在不合適的電平處觸發(fā),導(dǎo)致未定的工作狀態(tài),所以不建議使用。 被設(shè)計(jì)為在特定條件下可以校準(zhǔn)工作的非接觸溫度計(jì)。在個(gè)別條件下使用會(huì)導(dǎo)致未知的SMBus上的容性阻抗會(huì)是通信效果變差。應(yīng)用電流源上拉方式相對(duì)于電阻上拉方式能改善此狀況。想更加改善的話需要特定的商業(yè)總線加速裝置,或者是增加上拉電流來改善(減低上拉電阻阻值)。SMBus兼容模式輸入電總線的上升時(shí)間不會(huì)很敏感。(只要SMBus系統(tǒng)為開漏式上拉方式,上升時(shí)間會(huì)比下降時(shí)間更為重要)用輸出或是外部電源穩(wěn)壓器。盡管如此,MLX90614Vdd5V12V電源電壓,(客戶定制和配置)以運(yùn)行SMBus通信。MLX90614BxxSMBus兩線通信來進(jìn)入和退出。另一方面,SCL引腳的擴(kuò)展該電源線上。邁來芯對(duì)此不承擔(dān)責(zé)任,且強(qiáng)烈推薦不要使用該方式連接MLX90614xxx。度也會(huì)造成封裝內(nèi)部的熱梯度。通過負(fù)載輸出同樣也會(huì)增加功耗。如果MLX90614Axx使用內(nèi)部二極管,外部調(diào)整晶體管便不會(huì)造成對(duì)TO-39封裝的加熱。線上的高電容負(fù)載會(huì)引起電源電壓上大量的充電電流,旁路電容引起電磁干擾,噪聲,性能降低和功耗等問題。一個(gè)簡單的選擇是在/SDA引腳和電容負(fù)載線之間連接串聯(lián)電阻,該情況下需要考慮時(shí)序。例如,輸出周期設(shè)置為1.024ms且輸出格式為11位,時(shí)間步長為0.5μs,建立時(shí)間為2μs會(huì)引起4大多數(shù)集成電路里需要電源電壓退偶電容MLX90614接,Vss引腳也是需要盡可能短的連接。這樣會(huì)改善MLX90614電源電壓退偶效應(yīng)。 設(shè)置里)簡單的低通濾波器(LPF)RC網(wǎng)絡(luò)也會(huì)增加ESD的等級(jí)。 獲取有關(guān)MLX90614的應(yīng)用指南。邁來芯產(chǎn)品在不同錫焊處理過程的標(biāo)準(zhǔn)信息SMD’sTHD’sEIA/JEDECJESD22-B106EN60749-THD’s(通孔器件)鐵錫焊SMD’sTHD’sEIA/JEDECJESD22-B
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