温度@@的@@变化影响着环境@@@@、家居产品@@、工业设备@@@@、汽车@@、服务器@@、电脑等诸多行业@@。如今@@，越来越多的@@智能产品都与温度@@息息相关@@，并且对温度@@参数的@@监测和@@控制提出了极高要求@@。而温度@@传感器也正在@@智能化的@@加持下@@，不断从模拟式向数字式@@，集成化向智能化@@、网@@络化方向演进@@，小型化@@、集成化和@@低功耗@@已经成为数字温度@@传感器@@@@IC的@@核心特质@@。
根据赛迪顾问@@2021年对全球@@30多家工业智能传感器企业的@@统计分析@@，排名前十的@@传感器类型分别是压力@@、液位@@@@、温度@@、光电@@、编码器@@、接近@@、超声波@@、流量@@、视觉@@/图像@@、振动@@。从企业分布来看@@，美国企业的@@产品类型主要集中在@@编码器@@@@、振动@@、温度@@、超声波@@传感器@@；日韩企业主要集中在@@视觉@@@@/图像@@、编码器@@和@@接近@@传感器@@；欧洲企业主要集中在@@流量@@@@、接近@@、超声波@@传感器@@；中国企业则主要集中在@@压力@@、温度@@和@@加速度传感器@@。
作为国内领先的@@中高端环境@@传感器@@IC提供商@@，中科银河芯@@日前面向高端电子@@设备@@@@、服务器@@、数据中心等板@@级测温场景@@，以及消费类电子@@@@、环境@@、工业和@@仪器仪表温度@@监测应用@@，最新推出了高精度数字温度@@传感器@@@@GX112。出色的@@性能@@、小尺寸@@、量身定制的@@通信功能@@，使得@@GX112一经推出便成为当@@前最贴合通信需求的@@一款智能温度@@传感器爆品@@。
数字智能温度@@传感器成主流@@
GX112是一款高精度@@、低功耗@@、可替代@@NTC/PTC热敏电阻的@@数字温度@@传感器@@@@，在@@-40°C至@@+125°C的@@正常工作范围内@@，可提供@@≤±0.5°C的@@典型温度@@精度@@，并具有@@良好的@@温度@@@@线性度@@。当@@被用于一些特定场景时@@，GX112还可提供@@扩展测温模式@@@@，将测温范围扩展为@@-55°C至@@+150°C。GX112的@@额定工作电压范围为@@1.4V~5.5V，在@@整个工作范围内典型平均静态电流为@@7µA（测温频率@@4Hz），集成在@@芯片内部的@@@@12位@@ADC分辨率低至@@@@0.0625°C，温度@@转换时间最快可达@@26ms。
同时@@，GX112还有针对于通信的@@特殊功能@@：SMBus ALERT总线上多个不同地址位@@的@@@@GX112，主机可通过发送命令甄别哪个@@ALERT引脚被激活@@（即@@产生过温状态@@），被激活引脚的@@@@GX112会返回其地址@@。若此时@@多个@@GX112的@@ALERT引脚同时@@被激活@@，则地址位@@较小的@@@@GX112将优先返回其地址@@，从而可为高端电子@@设备@@@@、服务器@@、数据中心等板@@级测温场景@@带来新的@@应用价值及解决方案@@。
下图展示了@@GX112在@@额定电压下的@@测温误差曲线@@。可以清楚的@@看出@@，与竞品相比@@，GX112精度范围控制在@@@@0.2%左右@@，误差曲线非常集中@@，体现出了极高的@@稳定性@@。
GX112采用小体积@@@@1.6mm×1.6mm的@@SOT563/DFN6封装@@，兼容@@SMBus和@@I2C接口@@，在@@一条总线上可最多挂载四个从机@@，并具有@@SMBus报警功能@@。报警功能@@的@@温度@@@@值可由主机处理器@@通过对芯片内部的@@配置寄存器进行设置@@，从而将@@GX112配置为多种不同工作模式@@@@，适用于不同场景的@@报警信号可在@@温度@@超过阈值时通过芯片的@@@@ALERT引脚输出@@并提醒用户@@。
●连续转换模式@@@@：此模式@@下@@，GX112将以一定的@@速率持续地转换温度@@@@，GX112支持@@0.25Hz、1Hz、4Hz和@@8Hz的@@测温速率选择@@。测温速率越高@@，测温时的@@平均功耗越大@@。
●扩展模式@@@@：若需使用@@@@GX112测量高于@@128℃的@@温度@@@@，则需将@@GX112配置为扩展模式@@@@@@，此时@@GX112输出@@13bits有效位@@数来表示温度@@@@。若此时@@仍使用@@正常模式@@测温@@，则温度@@输出@@均为@@7FF。
●关断模式@@@@：此模式@@下@@，GX112仅保持通信接口@@的@@正常工作@@，内部其他电路全部关断@@，从而将@@电流功耗降至@@@@0.5μA（典型值@@）。该模式@@便于在@@不使用@@芯片时最大程度地降低功耗@@@@。
●单次转换模式@@@@：即@@One Shot模式@@。若需开启@@该模式@@@@，须先将@@GX112配置为关断模式@@@@@@。当@@One Shot结束后@@，GX112将重新返回至@@关断模式@@@@@@。通过将芯片持续地配置为该模式@@@@，可使@@GX112以更快的@@测温速率工作@@，每秒可转换@@30余次@@。
● 高速通信@@：Fast mode下以@@0~400KHz的@@频率通信@@，发送高速模式@@命令后@@，开启@@high speed mode，通信频率可达@@2.85MHz。
解决系统温度@@监测挑战@@
众所周知@@，电路中的@@热问题可能会影响系统性能和@@损坏昂贵的@@部件@@。对于许多系统设计来说@@，精准监测@@PCB板@@、处理器@@(CPU)、现场可编程门阵列@@(FPGA)、DSP、ASIC等关键组件的@@温度@@@@@@，都是为了使设计人员能够在@@提高@@性能的@@同时@@保持在@@安全限制内@@，或@@者是利用温度@@数据来动态调整芯片性能@@。
而为了实现高效的@@温度@@@@监测@@，高性能处理器@@内部通常都内置集成温度@@传感器@@，但其精度往往较低@@，加之高性能处理器@@本身具有复杂的@@电路并会引起自发热@@，因此会产生随温度@@增加的@@温度@@@@误差@@。所以@@，在@@不少应用中@@，额外添加外部温度@@传感器可以提高@@管芯温度@@精度并提升系统性能@@。
使用@@NTC热敏电阻是一种常用的@@监测处理器@@温度@@的@@方法@@，但测量精度不佳@@，并会导致必要的@@热安全裕度增大@@；另一种方法是处理器@@通过专用引脚与直接位@@于处理器@@管芯上的@@温度@@@@传感器相连@@，因此具有更高的@@精度@@，并能以与@@NTC相同的@@方法集成到系统中@@。
得益于@@1.6mm x 1.6mm封装@@，GX112可以靠近处理器@@使用@@@@。与集成在@@处理器@@内部的@@温度@@@@传感器精度相比@@，GX112器件的@@@@0.2%精度可以最大限度提高@@性能@@。
结语@@
GX112的@@推出正处于国产替代的@@进行时@@，但中科银河芯@@的@@产品标准绝非是使用@@低价策略进行替代@@，而是依据市场需求设计出高于替代性能的@@更优质产品@@，将高精度@@、低功耗@@、高稳定性@@、小体积@@、智能化特性集于一身@@，为系统设计人员提供更简洁的@@电路设计@@，更方便快捷的@@数据读取@@，以及更多的@@选型方案@@。
本文转载自@@：芯师爷微信公众号@@@@