在如今的平板電腦和智能手機(jī)等便攜設(shè)備中，一般都內(nèi)置了許許多多的傳感器，溫度傳感器就是其中必不可少的一種，它對(duì)設(shè)備起著一定的保護(hù)作用。
理想的溫度傳感器設(shè)計(jì)是將其裝在外殼最熱的位置，如圖1（a）所示，但是這樣裝配困難而且成本高，降低了可靠性并且也很難維護(hù)。現(xiàn)有的溫度傳感器的典型設(shè)計(jì)如圖1（b）所示，即將溫度傳感器安裝在CPU 旁或依靠CPU 內(nèi)部溫度傳感器，但存在以下問(wèn)題：溫度不準(zhǔn)確；不能兼顧系統(tǒng)外的環(huán)境條件；需要更大的安全范圍；降低了性能。
（a）理想設(shè)計(jì) （b）典型設(shè)計(jì)
圖1 溫度傳感器設(shè)計(jì)
為此德州儀器（TI）推出了業(yè)界首款單芯片IR MEMS 溫度傳感器TMP006，TI中國(guó)區(qū)市場(chǎng)開(kāi)發(fā)高性能模擬產(chǎn)品銷(xiāo)售工程師信本偉先生向記者介紹，將TMP006安裝在PCB上可通過(guò)讀取無(wú)源IR 能量值來(lái)確定溫度，如圖2所示。其優(yōu)勢(shì)在于：可解決測(cè)量外殼溫度所遇到的裝配問(wèn)題；可兼顧外部環(huán)境條件；一次性預(yù)生產(chǎn)特性；可測(cè)量器件外物體的溫度，從而支持全新的應(yīng)用。
圖2 使用TI 無(wú)源IR溫度傳感器的設(shè)計(jì)
事實(shí)勝于雄辯，信本偉先生向記者展示了一個(gè)筆記本電腦外殼溫度實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)環(huán)境為給筆記本電腦供電30 分鐘，然后再運(yùn)行幾個(gè)應(yīng)用程序來(lái)給處理器施壓。實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)結(jié)果如圖3所示。
圖3 TMP006實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)結(jié)果
信本偉先生介紹了專(zhuān)為便攜式設(shè)備而設(shè)計(jì)TMP006的具體性能指標(biāo)：
- 集成了MEMS 熱電堆傳感器、信號(hào)調(diào)節(jié)器、16 bit ADC、局部溫度傳感器以及電壓參考5 個(gè)分立式組件（見(jiàn)圖5），與同類(lèi)競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品相比可將解決方案尺寸縮小95%，僅為1.6 mm x 1.6 mm；
- 功耗比同類(lèi)競(jìng)爭(zhēng)解決方案低90%，其中靜態(tài)電流僅為240 uA，關(guān)斷模式下電流僅為1 uA；
- 寬泛工作溫度為-40℃ ~+125℃，局部溫度傳感器誤差精度為+/- 0.5℃（典型值），無(wú)源IR 傳感器誤差精度為+/- 1 ℃（典型值）；
- 具有I2C/SMBus 數(shù)字接口的數(shù)字解決方案。
TMP006的工作原理如圖4所示，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖如圖5所示。
圖4 TMP006的工作原理
圖5 TMP006 內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖
適用于TMP006 的評(píng)估板現(xiàn)已開(kāi)始提供。同步提供的還有驗(yàn)證電路板信號(hào)完整性需求的IBIS 模型、計(jì)算物體溫度的所有源代碼以及應(yīng)用手冊(cè)，TMP006 現(xiàn)已開(kāi)始供貨。
在發(fā)布會(huì)當(dāng)天，信本偉先生還向記者展示了一款采用了TI某款器件的智能手機(jī)，該手機(jī)可以讓人在看似一般的觸摸屏上感受到真正鍵盤(pán)的觸感，它通過(guò)感應(yīng)外界壓力，而在觸摸屏相應(yīng)位置有震動(dòng)。這種應(yīng)用恰好滿(mǎn)足了廣大手機(jī)廠商差異化的需求，大大提高了人機(jī)交互體驗(yàn)。至于具體采用的是哪款芯片和什么技術(shù)，信本偉工程師給記者賣(mài)了個(gè)關(guān)子，本人也期待謎題早日揭曉。
總之，在消費(fèi)電子競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈以及產(chǎn)品嚴(yán)重同質(zhì)化的今天，單靠外觀和軟件的創(chuàng)新顯然已經(jīng)不可能確保勝利了，高性能、獨(dú)特創(chuàng)新的芯片勢(shì)必會(huì)給廠商帶來(lái)巨大的機(jī)會(huì)，相信TI這款單芯片IR MEMS 溫度傳感器TMP006是新機(jī)遇的開(kāi)始。