安森美ADM1021A：低成本微處理器系統(tǒng)溫度監(jiān)測利器

在電子設(shè)備的設(shè)計中，溫度監(jiān)測與管理至關(guān)重要。安森美（ON Semiconductor）的ADM1021A作為一款低成本微處理器系統(tǒng)溫度監(jiān)測微計算機(jī)，為個人電腦及其他需要熱監(jiān)測和管理的系統(tǒng)提供了可靠的解決方案。

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一、產(chǎn)品特性

1. 溫度傳感能力

ADM1021A具備片上和遠(yuǎn)程溫度傳感功能。片上傳感器精度可達(dá)1°C，遠(yuǎn)程傳感器精度為3°C，且無需校準(zhǔn)。這種高精度的溫度傳感能力，能準(zhǔn)確獲取設(shè)備內(nèi)部和外部的溫度信息，為系統(tǒng)的熱管理提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

2. 可編程特性

它擁有可編程的過溫/欠溫限制和轉(zhuǎn)換速率。用戶可以根據(jù)實(shí)際需求，靈活設(shè)置溫度閾值和數(shù)據(jù)采集頻率，以滿足不同應(yīng)用場景的要求。

3. 接口與功耗

采用2線SMBus串行接口，支持系統(tǒng)管理總線（SMBus）警報。最大工作電流為200 μA，待機(jī)電流僅1 μA，電源電壓范圍為3 V至5.5 V，體現(xiàn)了低功耗的特點(diǎn)。同時，它采用小型16引腳QSOP封裝，節(jié)省了電路板空間。

二、應(yīng)用領(lǐng)域

ADM1021A的應(yīng)用范圍廣泛，涵蓋了桌面計算機(jī)、筆記本計算機(jī)、智能電池、工業(yè)控制器、電信設(shè)備和儀器儀表等領(lǐng)域。在這些設(shè)備中，它能夠?qū)崟r監(jiān)測溫度，及時發(fā)出警報，保障設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

三、產(chǎn)品詳細(xì)描述

1. 測量原理

ADM1021A是一款雙通道數(shù)字溫度計和欠溫/過溫報警器。它通過二極管連接的PNP晶體管測量微處理器的溫度，該晶體管可以是片上集成的（如奔騰III處理器），也可以是低成本的分立NPN/PNP器件（如2N3904/2N3906）。其獨(dú)特的測量技術(shù)消除了晶體管基極發(fā)射極電壓的絕對值，無需校準(zhǔn)。第二個測量通道則測量片上溫度傳感器的輸出，以監(jiān)測設(shè)備及其環(huán)境的溫度。

2. 通信與報警

該設(shè)備通過與SMBus標(biāo)準(zhǔn)兼容的兩線串行接口進(jìn)行通信。欠溫/過溫限制可以通過串行總線編程到設(shè)備中，當(dāng)片上或遠(yuǎn)程溫度超出范圍時，ALERT輸出信號會發(fā)出警報。這個輸出可以用作中斷或SMBus警報。

四、技術(shù)參數(shù)

1. 電源與ADC參數(shù)

• 溫度分辨率為1°C，保證無漏碼。
• 本地傳感器溫度誤差為±1°C，遠(yuǎn)程傳感器在不同溫度范圍有不同誤差表現(xiàn)。
• 電源電壓范圍為3 V至3.6 V，具有欠壓鎖定閾值、滯后和上電復(fù)位閾值等參數(shù)。
• 待機(jī)電源電流低至1 μA，平均工作電源電流根據(jù)轉(zhuǎn)換速率不同而變化。

  2. SMBus接口參數(shù)

  邏輯輸入高電壓和低電壓有明確規(guī)定，SMBus輸出低灌電流和ALERT輸出低灌電流也有相應(yīng)指標(biāo)。同時，對SMBus的時鐘頻率、時鐘低時間、時鐘高時間等時序參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)定義。

五、功能描述

1. 工作模式

ADM1021A包含一個雙通道A - D轉(zhuǎn)換器，正常工作時，A - D轉(zhuǎn)換器以自由運(yùn)行模式工作。模擬輸入多路復(fù)用器交替選擇片上溫度傳感器或遠(yuǎn)程溫度傳感器，信號經(jīng)ADC數(shù)字化后存儲在本地和遠(yuǎn)程溫度值寄存器中。

2. 溫度比較與報警

測量結(jié)果與存儲在片上寄存器中的本地和遠(yuǎn)程高低溫度限制進(jìn)行比較，超出限制會產(chǎn)生標(biāo)志并存儲在狀態(tài)寄存器中，一個或多個超出限制的結(jié)果會使ALERT輸出拉低。

3. 控制與配置

通過串行系統(tǒng)管理總線（SMBus）可以對設(shè)備進(jìn)行控制和配置，包括在正常操作和待機(jī)模式之間切換、屏蔽或啟用ALERT輸出、選擇轉(zhuǎn)換速率等。

六、測量方法

ADM1021A采用測量晶體管在兩種不同電流下VBE變化的方法來測量溫度，公式為(Delta V_{BE}=K T / q × ln (N)) 。通過輸入信號調(diào)理和濾波，將結(jié)果以8位二進(jìn)制補(bǔ)碼格式輸出。為減少噪聲影響，還進(jìn)行了數(shù)字濾波。

七、與ADM1021的差異

1. 電流與噪聲

ADM1021A通過遠(yuǎn)程溫度傳感二極管的電流更大，提高了噪聲免疫力，但工作電流也相應(yīng)增加。

2. 溫度測量范圍

ADM1021A的溫度測量范圍為0°C至127°C，而ADM1021為?128°C至 + 127°C。如果需要測量負(fù)溫度，應(yīng)選擇ADM1021。

3. 寄存器差異

兩者在電源復(fù)位值、地址指針寄存器默認(rèn)值、ALERT屏蔽位功能等方面存在差異。

八、寄存器介紹

ADM1021A包含九個寄存器，用于存儲溫度測量結(jié)果、高低溫度限制以及配置和控制設(shè)備。這些寄存器具有不同的功能和讀寫地址，使用時需要注意避免錯誤操作。

九、應(yīng)用注意事項

1. ESD防護(hù)

ADM1021A是靜電放電（ESD）敏感設(shè)備，盡管有ESD保護(hù)電路，但仍需采取適當(dāng)?shù)腅SD預(yù)防措施，以避免性能下降或功能喪失。

2. 布局考慮

在PCB布局時，要注意傳感器的連接和布線，避免地面噪聲干擾測量。可以添加電容作為噪聲濾波器，但電容值有一定限制。

總之，安森美ADM1021A以其高精度、低功耗、可編程等特點(diǎn)，為電子設(shè)備的溫度監(jiān)測和管理提供了優(yōu)秀的解決方案。電子工程師在設(shè)計相關(guān)系統(tǒng)時，可以充分利用其特性，提高設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性。你在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過類似溫度監(jiān)測設(shè)備的使用問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。