DS1862 XFP激光控制和數字診斷IC具有輔助監視引腳。本應用筆記解釋了輔助監視器的工作原理,以及使用哪些寄存器對AUX2MON引腳進行內部校準,以便其驅動查找表。設置內部寄存器的三個步驟由溫度傳感器示例DS60進行詳細說明和演示。
介紹
本應用筆記介紹如何在內部校準DS1862的AUX2MON引腳,以便外部溫度傳感器驅動查找表(LUT)。本文還介紹了DS1862的輔助監視通道、設置AUX2MON引腳內部校準寄存器的幾個步驟,以及使用常用模擬溫度傳感器的真實示例。
輔助監聽通道
DS1862 XFP激光控制和數字診斷IC具有輔助監視器輸入引腳(AUX1MON和AUX2MON),用于測量電源電壓、電流或溫度等量。這些監視器引腳只能測量正電壓。也可以測量溫度和電流等其他量,但必須先編碼為正電壓。電流可以通過監控電阻兩端的電阻上的比例電壓信號來測量,因為電流流過電阻。溫度可以通過模擬溫度傳感器編碼為電壓。由于輔助監控引腳上實際上只能輸入正電壓,因此電壓和電流等量通常不需要符號結果,因為它們的測量范圍僅為正或負,而不是兩者兼而有之。但是,要測量-40°C至102°C范圍內的溫度,需要有符號的數字刻度。無論數字刻度如何,輔助監視器可能還需要進行一些內部校準,以獲得所需的分辨率(LSB)和滿量程(FS)以及所需的偏移。最后,為了測量溫度并驅動LUT,AUX2MON的16位結果必須與內部溫度傳感器的格式相同(即相同的LSB和偏移)。
為了設置輔助監視器的LSB和偏移,使其類似于內部溫度傳感器的校準,可以使用用于SCALE、OFFSET和RIGHT SHIFT的可編程寄存器。
SCALE放大或衰減輸入電壓信號設置FS。此操作還可以有效地控制 LSB 的大小。通過調整SCALE,施加到監控通道的不同電壓都可以產生相同的FS值。正如我們稍后將看到的,SCALE寄存器基本上設置了數學函數的斜率,該數學函數控制輸入電壓(表示溫度,波長,電流等)如何與所需的結果代碼相對應。
偏移只是在所有模擬處理完成后添加到結果中的數字值。正偏移值會增加測量結果,負偏移(兩個的補充)會減少測量結果。
右移是一項強大的功能,可與縮放和偏移結合使用,以在使用小于ADC范圍的1/2或更多時提高測量結果的精度和分辨率。右移通常不能與外部溫度傳感器一起使用,因為已經使用了ADC范圍的1/2以上。有關此校準程序的詳細信息將在后面提供。
AUX1/2_UNIT_SEL 字節位于表 01h,字節 DEh 中。位 0 到 3 對應于 AUX2MON,位 4 到 7 對應于 AUX1MON,這兩個半字節表示正在測量的參數。AUX1/2_UNIT_SEL 字節不僅僅是向主機報告的功能。DS1862使用AUX1/2_UNIT_SEL字節的信息及其內部邏輯,在檢測到超出容差條件時設置適當的標志,并將生成的數字刻度從無符號格式更改為有符號格式。例如,如果將04h加載到AUX1 / 2_UNIT_SEL字節中,則AUX1MON將顯示為“未實現”,AUX2MON將顯示為“激光溫度”監視器。如果TEMP_int_ext位= 1,在表04h中,地址為8Bh,則AUX2MON將處于“激光溫度”模式并控制LUT索引指針,進而控制MODSET電流。例如,D800h (-40°C) 的溫度結果會將地址為 80h 處的 LUT 索引。6600h(+102°C)的溫度結果將使地址C7h處的LUT索引。
溫度模式下AUX2MON的內部校準程序
在溫度測量模式下校準AUX2MON有三個程序。首先,如果可以獨占訪問AUX2MON引腳(例如通過跳線),則可以使用電壓進行內部校準。采用該方案,校準與DS1862的實際模塊溫度無關。其次,如果無法獨占訪問AUX2MON引腳(即溫度傳感器始終驅動AUX2MON),則可以使用基于已知參考溫度的迭代調整方案。第三,如果使用的溫度傳感器是DS60、LM50或其他具有相同傳遞函數的傳感器(與DS60或LM50相同),則可以從表05h中的位置復制唯一的工廠調整SCALE值,并將其寫入AUX2MON SCALE。現在將討論這三個程序的優點和局限性。
獨占訪問AUX2MON引腳的程序
要使用此過程,AUX2MON 引腳必須可用于外部連接,并且未連接其他電壓源。該過程完成后,溫度傳感器輸出電壓必須重新連接到AUX2MON才能正常工作。
使用以下公式計算AUX2MON偏移值(表04h,地址ACh)。計算結果為小數,因此在將值輸入DS1862之前,必須轉換為十六進制。此外,如果十進制值為負數,則在輸入 OFFSET 值之前還必須計算兩者對十六進制數的補充。voltage_offset值定義為傳感器溫度為0°C時的輸出電壓。 SLOPE值定義了傳感器電壓響應溫度變化的變化。斜率通常用單位定義:V/°C。
強制在 AUX2MON 引腳上施加電壓,該電壓等于:
調整AUX2MON SCALE寄存器(表04h,地址9Ch),使最小SCALE值產生AUX2MON RESULT(地址6Ch)為7FF0h。確保選擇一個不會導致結果在 FS 值處偏移的 SCALE 值。在迭代修整期間,增加 SCALE 值也會增加 RESULT 寄存器中的值。
使用 DS60 的示例:
在輔助2周一= (128 x 斜率) + voltage_offset = 128 x 6.25mV + 424mV = 1224mV
調整縮放,直到結果剛好在 7FF0h。SCALE 值為 153Ch 時,導致示例部件中的 RESULT 在 7FF0h 和 7FE0h 之間切換。因此,SCALE 值 153Ch 是可以安全設置的最大值。
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.
使用已知的溫度參考,調整 AUX2MON 刻度值,使 AUX2MON 結果與溫度參考相匹配。這個已知的溫度基準可以是DS1862自身的內部溫度結果(位于60h內),也可以是指示DS1862或模塊確切溫度的溫度傳感器。增加 SCALE 值將增加 AUX2MON 結果。一旦參考溫度的值與AUX2MON結果匹配,就找到了正確的AUX2MON標度值。注意:
為了獲得最準確的 SCALE 微調,應使用高溫(+102°C 或 +105°C)。
使用 DS60 的示例:
參考溫度取自60h。 TDS1862= 17B0h (+23.68°C).調整縮放,直到 AUX2MON 結果為 17B0h。在DS1580示例器件中,SCALE值為17h時,RESULT在7A17h和0C60h之間切換。 SCALE = 1580h。
與 DS60 或 LM50 溫度傳感器配合使用的步驟
此過程旨在避免迭代調整內部校準寄存器所產生的困難。使用這種方法不需要知道AUX2MON引腳上的確切電壓或DS1862或模塊的確切溫度。DS1862具有兩個16位寄存器,位于表05h中,經過工廠調整,包含與這兩款常用傳感器配合使用的精確AUX2MON SCALE值。
讀取表05h中與所選溫度傳感器對應的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。
將此表 05h SCALE 值寫入 AUX2MON SCALE 寄存器。
將下表中的偏移值(對應于所選傳感器)寫入AUX2MON OFFSET 寄存器。
傳感器 | AUX2MON 偏移值 |
DS60 | EF0Ah |
LM50 | F380h |
結論
本應用筆記介紹了三種內部校準DS1862外部溫度傳感器AUX2MON引腳的方法。在這三種方法中,第三種方法最容易實現,而且精度很高,因為DS1862中的出廠校準可確保SCALE值與兩個指定的傳感器匹配。如果既不使用DS60或LM50示例溫度傳感器,則第一種方法(獨占訪問AUX2MON引腳)是下一個最佳解決方案。最后,第二種方法(非獨占訪問AUX2MON引腳)將使DS1862 AUX2MON引腳內部校準,但由于需要穩定的溫度測試夾具和精確的溫度傳感器,因此實現起來更加困難。
審核編輯:郭婷
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