《電子技術(shù)應(yīng)用》
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TI將 IR 溫度測(cè)量技術(shù)引入便攜式消費(fèi)電子產(chǎn)品

2011-06-14
作者:電子技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)記者:陳穎瑩

    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)?,F(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)開發(fā)高性能模擬產(chǎn)品銷售工程師信本偉先生向記者介紹,將TMP006安裝在PCB上可通過讀取無源IR 能量值來確定溫度,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。

使用TI 無源IR溫度傳感器的設(shè)計(jì)

     圖2 使用TI 無源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)用程序來給處理器施壓。實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)結(jié)果如圖3所示。

TMP006實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)結(jié)果

圖3  TMP006實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)結(jié)果

      信本偉先生介紹了專為便攜式設(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(見圖5),與同類競(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。

 TMP006的工作原理

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的觸感,它通過感應(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)遇的開始。

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