温度传感器PWM模式下去耦如何进行

Melexis单点红外测温产品MLX90614已经面市有好几年，在各个领域也得到不同的应用，总结和探讨关于这款红外测温产品的应用经验必不可少。为此我整理了关于MLX90614接地和布板的一些经验，首先我们来谈谈PWM模式下芯片去耦设计。

　　实际上，任何传感器芯片应用电路设计都需要合适的布板，接地及电源旁路设计，MLX90614也不例外。MLX90614作为混合信号传感器，数字部分会产生开关噪声，但是MLX90614是一个低功耗器件，这样的噪声可以用一个旁路电容简单解决掉。在PWM模式下，只有一个信号输出引脚，所以有更稳定的噪声传导。在datasheet上我们可以看到应用电路如下：

　　图1：MLX90614 PWM模式应用电路图

　　C1是旁路电容，用100uF几乎已经是行业标准，MLX90614也一样。贴片陶瓷电容最佳。这颗电容同时解决了芯片内部开关噪声和电源轨噪声。MLX90614的PWM可以选择开漏模式和推挽模式。当选择推挽模式情况下，PWM输出负载会消耗电源（Vdd）引脚的电流，从而为这个节点增加纹波。PWM输出上的容性负载也会增加高频组件的极限负载。然而，典型情况下PWM接的是MCU的一个CMOS输入引脚，并不会为此增加很多负载也不会增加额外的噪声。当需要长导线时，则需要在PWM线路上增加串联电阻，如下图：

　　图2：PWM线上串联电阻

　　这种情况下最好调低PWM频率，因为PWM的边缘转换速率已经被降低了很多。图中Cs表示线电容，PWM采集单元需要的时间分辨率是11bit，也就是说，采样频率需要是PWM周期的1/2048。如果没能达到，那么原来PWM的10bit分辨率将会被降低。因此，R1和Cs的时间积必须低于T/2048。以单die版本MLX90614最长的PWM周期0.1024s为例，这个限制为50us，如果PWM线长5m，而且电容150pF每米，这时R1阻值则不该超过62k Ohom。

王栋春 · 2017-9-18 13:04:37

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