温度传感器：分数阶傅里叶变换原理与低功耗应用详解

温度输出-分数阶傅里叶变化的基本原理与应用 在这个章节中，我们探讨了Microchip Technology的PIC16F1829单片机中的温度指示器模块，该模块特别适用于硅裸片工作的温度测量。该电路的核心是基于分数阶傅里叶变换（Fractional Fourier Transform, FRFT）技术，它通过测量多个硅结的正向电压降来实现温度的线性输出。电路设计灵活，可以根据需求进行单点或双点校准，以获得不同精度的温度读数。 15.0 温度指示器模块： - 温度传感器的工作范围是-40°C到+85°C，其输出电压与器件温度成正比。 - 模块集成有固定参考电压（FVR）模块，可通过寄存器FVRCON配置电路的供电范围，支持高电压（TSRNG=1）和低电压（TSRNG=0）两种模式。 - 在高电压范围内，电路提供更宽的输出电压范围，但一致性较低；而在低电压范围，电路需较低的偏置电压，适合低功耗应用。 - 温度输出使用内部模数转换器（ADC）进行测量，保留一个通道专用于温度信号。 15.1 电路工作原理： - 温度检测基于测量硅结正向电压降，通过分数阶傅里叶变换分析这些电压变化，从而推算出温度值。 - 通过公式15-1计算输出电压VOUT，其范围受到温度、偏置电压以及电压范围选择的影响。 15.2 小工作电压与温度检测： - 当处于低电压范围时，电路可以在较低的VDD条件下工作，但在高电压范围内，VDD需要足够大以保证电路正常工作。 - 表15-1列出了推荐的小VDD值和对应的电压范围设置。 15.3 ADC采集时间： - 为了保证准确的温度测量，用户需要在ADC连接温度指示器输出后等待至少200μs，并在连续两次转换间也保持这个间隔。 - 高电压和低电压范围下的VOUT计算公式不同，反映出不同工作条件下的电压输出特性。 这一部分详细介绍了如何利用分数阶傅里叶变换技术在Microchip PIC16F1829单片机中实现精确的温度测量，包括电路配置、工作原理以及如何优化测量时间以提高精度。对于微控制器设计者来说，了解这些细节对于正确应用该模块并在不同应用场景下优化系统性能至关重要。