MAX1358数据采集系统可以使用内部或外部晶体管PN结测量温度。图1显示了内部温度电路和外部电路。电流源提供恒定电流，在晶体管上产生电压(V(BE))。电流源可编程产生多达四种电流。对于每个电流，通过晶体管的电压降是用集成的ADC测量的。ADC具有TEMP+、TEMP-、AIN1、AIN2和AGND输入。这些测量值用在一个方程中来确定结温。

内部四电流法

内部四电流法需要在温度测量方程中使用8个测量值。下面的公式1用于四电流测量。

方程1。四电流温度测量方程。

将I(1)、I(2)、I(3)、I(4)代入分母:

地点:

T(MEAS) =开尔文温度
Q =电子电荷= 1.60219 × 10(-19)库仑
NV(BE1) =以I(1)为电流源的ADC re
NV(BE2) =以I(2)为电流源的ADC re
NV(BE3) =以I(3)为电流源的ADC re
NV(BE4) =以I(4)为电流源的ADC re
V(REF) = ADC参考电压= 1.251V (typp)
N =二极管理想度= 1.000(类型)
k =波尔兹曼常数= 1.3807 × 10(-23)焦耳/开尔文
I(1) =电流源低整定值(4µA)
I(2) =电流源高整定值(60µA)
I(3) =电流源高整定值(64µA)
I(4) =电流源高整定值(120µA)
NV(R1) =以I(1)为电流源的ADC re
NV(R2) =以I(2)为电流源的ADC re
NV(R3) =以I(3)为电流源的ADC re
NV(R4) =以I(4)为电流源的ADC re
2(16) = MAX1358 16位ADC的ADC步数

要将测量的开尔文温度转换为摄氏度，使用以下公式:

°c = k - 273.15

操作步骤使用内部晶体管

测量内部晶体管和内部电阻两端电压的过程施加来自电流源的电流，并测量产生的V(BE)和V(R)。

步骤1。启用Reference和ADC

通过在REF_SDC寄存器中设置REFV[1:0]位为0x01，使能内部1.251V参考和增益为1.0的参考缓冲区。

通过在ADC寄存器中设置ADCE位来启用ADC。启用内部参考和ADC。注:ADC的默认参数为单极、正极性、单次转换、内部基准、单位增益、每秒10个采样、正转换。

步骤2。校正ADC

通过将ADC寄存器中的mode[2:0]位设置为0x07，将ADC转换模式设置为自偏移和增益校准。通过在ADC寄存器中设置STRT位启动ADC转换。现在对ADC进行校准。ADC寄存器中的Mode[2:0]位被自动清除。这将使ADC恢复正常操作。

步骤3。设置内部温度传感器电流源

通过将TEMP_CTRL寄存器中的IMUX[1:0]位设置为0x01来设置内部温度传感器的电流源。

步骤4。设置I(1)电流源(4µA)

通过在TEMP_CTRL寄存器中设置IVAL[1:0]位为0x00来设置I(1)的电流源。

第5步。将ADC输入的TEMP+设置为TEMP-

通过在MUX寄存器中将MUXP[3:0]设置为0x07来设置ADC正输入多路复用器为TEMP+。通过在MUX寄存器中设置MUXN[3:0]为0x00，为TEMP设置ADC负复用器。

步骤6。使用ADC测量V(BE1)

V(BE1)电压测量从TEMP+到TEMP-输入到ADC。ADC已经配置好，只需要转换得到结果V(BE1)电压。要开始ADC转换，在ADC寄存器中设置STRT位。ADC将进行转换，结果将在DATA寄存器中。读取DATA寄存器值并将其保存为16位整数V(BE1)，以供以后计算。

步骤7。设置ADC输入V(R1)

通过在MUX寄存器中将MUXP[3:0]设置为0x09来设置ADC正输入多路复用器。通过在MUX寄存器中将MUXN[3:0]设置为0x00来设置ADC负复用器的TEMP-(与步骤5相同)。为了测量相对于AGND的TEMP-输入，使用极性翻转位。在ADC寄存器中设置POL位。ADC现在设置为TEMP-作为其正输入，AGND作为其负输入。

步骤8。使用ADC测量V(R1)

要开始ADC转换，在ADC寄存器中设置STRT位。ADC将进行转换，结果将在DATA寄存器中。读取DATA寄存器值，并将其保存为16位整数V(R1)，以供以后计算。

第9步。设置I(2)电流源(60µA)

通过在TEMP_CTRL寄存器中设置IVAL[1:0]位为0x01来设置I(2)的电流源。

第10步。将ADC输入的TEMP+设置为TEMP-

通过清除ADC寄存器中的POL位，将极性翻转器恢复正常。通过在MUX寄存器中将MUXP[3:0]设置为0x07来设置ADC正输入多路复用器为TEMP+。通过在MUX寄存器中设置MUXN[3:0]为0x00，为TEMP设置ADC负复用器。

步骤11。使用ADC测量V(BE2)

V(BE2)电压测量从TEMP+到TEMP-输入到ADC。ADC已经配置好，只需要转换得到结果V(BE2)电压。要开始ADC转换，在ADC寄存器中设置STRT位。ADC将进行转换，结果将在DATA寄存器中。读取DATA寄存器值并将其保存为16位整数V(BE2)，以供以后计算。

步骤12。设置V(R2)的ADC输入

通过在MUX寄存器中将MUXP[3:0]设置为0x09来设置ADC正输入多路复用器。通过在MUX寄存器中将MUXN[3:0]设置为0x00来设置ADC负复用器的TEMP-(与步骤5相同)。为了测量相对于AGND的TEMP-输入，使用极性翻转位。在ADC寄存器中设置POL位。ADC现在设置为TEMP-作为其正输入，AGND作为其负输入。

步骤13。使用ADC测量V(R2)

要开始ADC转换，在ADC寄存器中设置STRT位。ADC将进行转换，结果将在DATA寄存器中。读取DATA寄存器值，并将其保存为16位整数V(R2)，以供以后计算。

步骤14。设置I(3)电流源(64µA)

通过在TEMP_CTRL寄存器中设置IVAL[1:0]位为0x10来设置I(3)的电流源。

步骤15。将ADC输入的TEMP+设置为TEMP-

通过清除ADC寄存器中的POL位，将极性翻转器恢复正常。通过在MUX寄存器中将MUXP[3:0]设置为0x07来设置ADC正输入多路复用器为TEMP+。通过在MUX寄存器中设置MUXN[3:0]为0x00，为TEMP设置ADC负复用器。

步骤16。使用ADC测量V(BE3)

V(BE3)电压测量从TEMP+到TEMP-输入到ADC。ADC已经配置好，只需要转换得到结果V(BE3)电压。要开始ADC转换，在ADC寄存器中设置STRT位。ADC将进行转换，结果将在DATA寄存器中。读取DATA寄存器值并将其保存为16位整数V(BE3)，以供以后计算。

步骤17。设置V(R3)的ADC输入

通过在MUX寄存器中将MUXP[3:0]设置为0x09来设置ADC正输入多路复用器。通过在MUX寄存器中将MUXN[3:0]设置为0x00来设置ADC负复用器的TEMP-(与步骤5相同)。为了测量相对于AGND的TEMP-输入，使用极性翻转位。在ADC寄存器中设置POL位。ADC现在设置为TEMP-作为其正输入，AGND作为其负输入。

18步。使用ADC测量V(R3)

要开始ADC转换，在ADC寄存器中设置STRT位。ADC将进行转换，结果将在DATA寄存器中。读取DATA寄存器值并将其保存为16位整数V(R3)，以供以后计算。

步骤19。设置I(4)电流源(120µA)

通过在TEMP_CTRL寄存器中设置IVAL[1:0]位为0x11来设置I(4)的电流源。

20步。将ADC输入的TEMP+设置为TEMP-

通过清除ADC寄存器中的POL位，将极性翻转器恢复正常。通过在MUX寄存器中将MUXP[3:0]设置为0x07来设置ADC正输入多路复用器为TEMP+。通过在MUX寄存器中设置MUXN[3:0]为0x00，为TEMP设置ADC负复用器。

步骤21。使用ADC测量V(BE4)

V(BE4)电压测量从TEMP+到TEMP-输入到ADC。ADC已经配置好，只需要转换得到结果V(BE4)电压。要开始ADC转换，在ADC寄存器中设置STRT位。ADC将进行转换，结果将在DATA寄存器中。读取DATA寄存器值并将其保存为16位整数V(BE4)，以供以后计算。

一步22。设置ADC输入为V(R4)

通过在MUX寄存器中将MUXP[3:0]设置为0x09来设置ADC正输入多路复用器。通过在MUX寄存器中将MUXN[3:0]设置为0x00来设置ADC负复用器的TEMP-(与步骤5相同)。为了测量相对于AGND的TEMP-输入，使用极性翻转位。在ADC寄存器中设置POL位。ADC现在设置为TEMP-作为其正输入，AGND作为其负输入。

23步。使用ADC测量V(R4)

要开始ADC转换，在ADC寄存器中设置STRT位。ADC将进行转换，结果将在DATA寄存器中。读取DATA寄存器值并将其保存为16位整数V(R4)，以供以后计算。

24步。计算温度

温度的计算公式如式1所示。这个方程可以通过事先把常数乘除来化简。将该常数应用于如下所示的方程2。

方程2。简化的四电流温度测量方程。

使用实际数据的四电流方法示例

在室温下，使用上述程序在评估(EV)试剂盒上测量温度，结果如下。

利用上式2，代入实测值:

求解温度产率方程:T(MEAS) = 300.19K

将结果从开尔文转换为摄氏度得到:°C = 300.19 - 273.15 = 27.04°C

这是在室温下的测量值。没有对增益和偏置进行校正。下面详细介绍增益和失调校正。

外置四电流法

外部四电流法与内部四电流法相同，除了必须将内部电流源多路复用器更改为将电流源直接输出AIN1或AIN2。ADC输入多路复用器也必须更改为使用AIN1和AIN2作为ADC输入。

外部组件的连接如图1所示。为此应用选择的外部晶体管是安森美半导体(SM)，零件号MMBT2N3904LT1。其他晶体管或二极管也可以选择。所选择的电阻器是松下 的低成本表面贴装4.02 2k 1%尺寸0805 1/8瓦，部件号ERJ-6ENF4021V。选择这个值电阻来匹配内部电阻，它通常是4K欧姆。

使用外部晶体管

测量外部晶体管和外部电阻电压的过程与内部四电流方法类似，除了必须选择电流源来驱动AIN1或AIN2，并且必须选择不同的输入来读取外部V(be)和V(R)。

步骤1。启用Reference和ADC

通过在REF_SDC寄存器中设置REFV[1:0]位为0x01，使能内部1.251V参考和增益为1.0的参考缓冲区。

通过在ADC寄存器中设置ADCE位来启用ADC。启用内部参考和ADC。注:ADC的默认参数为单极、正极性、单次转换、内部基准、单位增益、每秒10个采样、正转换。

步骤2。校正ADC

通过将ADC寄存器中的mode[2:0]位设置为0x07，将ADC转换模式设置为自偏移和增益校准。通过在ADC寄存器中设置STRT位启动ADC转换。现在对ADC进行校准。ADC寄存器中的Mode[2:0]位被自动清除。这将使ADC恢复正常操作。

步骤3。设置内部AIN1的电流源

通过在TEMP_CTRL寄存器中将IMUX[1:0]位设置为0x10来设置内部温度传感器的电流源。

步骤4。设置I(1)电流源(4µA)

通过在TEMP_CTRL寄存器中设置IVAL[1:0]位为0x00来设置I(1)的电流源。

第5步。设置AIN1的ADC输入为AIN2

通过在MUX寄存器中将MUXP[3:0]设置为0x00来设置AIN1的ADC正输入多路复用器。通过在MUX寄存器中将MUXN[3:0]设置为0x07，设置ADC负复用器为AIN2。

步骤6。使用ADC测量V(BE1)

测量从AIN1到AIN2输入到ADC的V(BE1)电压。ADC已配置，只需要转换以获得结果V(BE1)电压。要开始ADC转换，在ADC寄存器中设置STRT位。ADC将进行转换，结果将在DATA寄存器中。读取DATA寄存器值并将其保存为16位整数V(BE1)，以供以后计算。

步骤7。设置ADC输入V(R1)

通过在MUX寄存器中将MUXP[3:0]设置为0x09来设置ADC正输入多路复用器。通过在MUX寄存器中将MUXN[3:0]设置为0x07，设置ADC负复用器为AIN2。为了测量相对于AGND的AIN2输入，极性翻转位被使用。在ADC寄存器中设置POL位。ADC现在设置为AIN2作为其正输入，AGND作为其负输入。

步骤8。使用ADC测量V(R1)

要开始ADC转换，在ADC寄存器中设置STRT位。ADC将进行转换，结果将在DATA寄存器中。读取DATA寄存器值，并将其保存为16位整数V(R1)，以供以后计算。

第9步。设置I(2)电流源(60µA)

通过在TEMP_CTRL寄存器中设置IVAL[1:0]位为0x01来设置I(2)的电流源。

第10步。设置AIN1的ADC输入为AIN2

通过清除ADC寄存器中的POL位，将极性翻转器恢复正常。通过在MUX寄存器中将MUXP[3:0]设置为0x00来设置AIN1的ADC正输入多路复用器。通过在MUX寄存器中将MUXN[3:0]设置为0x07，设置ADC负复用器为AIN2。

步骤11。使用ADC测量V(BE2)

测量从AIN1到AIN2输入到ADC的V(BE2)电压。ADC已经配置好，只需要转换得到结果V(BE2)电压。要开始ADC转换，在ADC寄存器中设置STRT位。ADC将进行转换，结果将在DATA寄存器中。读取DATA寄存器值并将其保存为16位整数V(BE2)，以供以后计算。

步骤12。设置V(R2)的ADC输入

通过在MUX寄存器中将MUXP[3:0]设置为0x09来设置ADC正输入多路复用器。通过在MUX寄存器中将MUXN[3:0]设置为0x07，设置ADC负复用器为AIN2。为了测量相对于AGND的AIN2输入，极性翻转位被使用。在ADC寄存器中设置POL位。ADC现在设置为AIN2作为其正输入，AGND作为其负输入。

步骤13。使用ADC测量V(R2)

要开始ADC转换，在ADC寄存器中设置STRT位。ADC将进行转换，结果将在DATA寄存器中。读取DATA寄存器值，并将其保存为16位整数V(R2)，以供以后计算。

步骤14。设置I(3)电流源(64µA)

通过在TEMP_CTRL寄存器中设置IVAL[1:0]位为0x10来设置I(3)的电流源。

步骤15。设置AIN1的ADC输入为AIN2

通过清除ADC寄存器中的POL位，将极性翻转器恢复正常。通过在MUX寄存器中将MUXP[3:0]设置为0x00来设置AIN1的ADC正输入多路复用器。通过在MUX寄存器中将MUXN[3:0]设置为0x07，设置ADC负复用器为AIN2。

步骤16。使用ADC测量V(BE3)

测量从AIN1到AIN2输入到ADC的V(BE3)电压。ADC已经配置好，只需要转换得到结果V(BE3)电压。要开始ADC转换，在ADC寄存器中设置STRT位。ADC将进行转换，结果将在DATA寄存器中。读取DATA寄存器值并将其保存为16位整数V(BE3)，以供以后计算。

步骤17。设置V(R3)的ADC输入

通过在MUX寄存器中将MUXP[3:0]设置为0x09来设置ADC正输入多路复用器。通过在MUX寄存器中将MUXN[3:0]设置为0x07，设置ADC负复用器为AIN2。为了测量相对于AGND的AIN2输入，极性翻转位被使用。在ADC寄存器中设置POL位。ADC现在设置为AIN2作为其正输入，AGND作为其负输入。

18步。使用ADC测量V(R3)

要开始ADC转换，在ADC寄存器中设置STRT位。ADC将进行转换，结果将在DATA寄存器中。读取DATA寄存器值并将其保存为16位整数V(R3)，以供以后计算。

步骤19。设置I(4)电流源(120µA)

通过在TEMP_CTRL寄存器中设置IVAL[1:0]位为0x11来设置I(4)的电流源。

20步。将ADC输入的TEMP+设置为TEMP-

通过清除ADC寄存器中的POL位，将极性翻转器恢复正常。通过在MUX寄存器中将MUXP[3:0]设置为0x00来设置AIN1的ADC正输入多路复用器。通过在MUX寄存器中将MUXN[3:0]设置为0x07，设置ADC负复用器为AIN2。

步骤21。使用ADC测量V(BE4)

从ADC的AIN1到AIN2输入端测量V(BE4)电压。ADC已经配置好，只需要转换得到结果V(BE4)电压。要开始ADC转换，在ADC寄存器中设置STRT位。ADC将进行转换，结果将在DATA寄存器中。读取DATA寄存器值并将其保存为16位整数V(BE4)，以供以后计算。

一步22。设置ADC输入为V(R4)

通过在MUX寄存器中将MUXP[3:0]设置为0x09来设置ADC正输入多路复用器。通过在MUX寄存器中将MUXN[3:0]设置为0x07，设置ADC负复用器为AIN2。为了测量相对于AGND的AIN2输入，极性翻转位被使用。在ADC寄存器中设置POL位。ADC现在设置为AIN2作为其正输入，AGND作为其负输入。

23步。使用ADC测量V(R4)

要开始ADC转换，在ADC寄存器中设置STRT位。ADC将进行转换，结果将在DATA寄存器中。读取DATA寄存器值并将其保存为16位整数V(R4)，以供以后计算。

24步。计算温度

温度计算与四电流内部法相同。使用该方法与八个保存的测量值计算外部温度。

增益和失调校正

TEMP_CAL寄存器用于校正温度测量电路中的增益和偏移误差。为了校正增益和偏移误差，使用以下公式。

T(ACTUAL) = g(T(MEAS)) + T(OFFSET)

方程3。增益和偏移校正方程。

增益和偏移校正程序

下面详细介绍了增加增益和偏移校正的过程。该程序从增益和偏移校正寄存器中读取值。然后用两个公式计算增益和偏移量。将得到的修正值应用于上面的公式3。

步骤1。测量和计算温度

使用内部或外部晶体管的程序，并将结果保存为T(MEAS)，以用于上述校正公式。

步骤2。读取TGAIN寄存器

读取TEMP_CAL寄存器并保存上面的字节TGAIN[7:0]，以便在下面的公式中使用。它应该保存为带类型符号的整数。

步骤3。计算增益校正系数

使用上面保存的值，将此值应用于下面的增益公式。

增益= 0.9025 + TGAIN × 0.000576

方程4。增益公式方程。

步骤4。读取TOFFS寄存器

读取TEMP_CAL寄存器并保存低位字节TOFFS[5:0]，以便在下面的公式中使用。数据应该保存为带类型符号的整数。不要右移数据。

第5步。计算偏移校正系数

使用上面保存的偏移值，将该值应用于下面的增益公式。

偏移量= -14.0 + TOFFS × 0.3125

方程5。偏移量修正方程。

步骤6。计算校正温度

在下面的温度方程中使用上面计算的增益和偏置值。

T(实际)=增益× T(平均值)+偏移量

结论

MAX1358具有测量内部芯片温度的内部电路。内部电路也可以与外部晶体管一起用于低成本的远程温度传感器。本应用说明中描述的四电流温度测量方法可用于达到MAX1358数据表中规定的±0.5和±1.0的典型精度。