專利名稱：一種高精度溫度-數(shù)字采集電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光通訊領(lǐng)域，特別涉及一種Kalon高精度溫度-數(shù)字采集電路。
背景技術(shù)：
Etalon光器件，是光通訊設(shè)備中一個(gè)很重要的光學(xué)部件。為了達(dá)到一定的光學(xué)性能，必需對(duì)其進(jìn)行高精度的溫度控制，通常溫度精度要求可高達(dá)+/-0. ore。而對(duì)肚alon在不同環(huán)境溫度下進(jìn)行高精度的溫度采集也成了一個(gè)難點(diǎn)。常規(guī)的Kalon溫度-數(shù)字采集電路采用溫度模擬量采集和模數(shù)轉(zhuǎn)換完全獨(dú)立的方式，即，其采用的參考電壓源是獨(dú)立的(具體如圖1所示)。由于參考電壓源電路本身受環(huán)境溫度影響很大，所以，最終對(duì)溫度采集的精確性有直接的影響。以下結(jié)合圖2作以詳述。如圖2所示，其工作過(guò)程是上電后，參考電壓源1給Kalon和串聯(lián)分壓電阻網(wǎng)絡(luò)R2、R3提供一個(gè)穩(wěn)定的參考電壓Vrefl，參考電壓源2給ADC提供一個(gè)穩(wěn)定的參考電壓Vref2。Rt SKalon器件中的熱敏電阻，Rl和R4為2個(gè)匹配電阻。根據(jù)運(yùn)放“虛短”原理，放大器U3A管腳2、3上的電壓為1/2REF。在A節(jié)點(diǎn)運(yùn)用戴維南定理(輸入電流等于輸出電流)，可得如下關(guān)系式l/2Vrefl/Rl = (Vrefl-l/2Vren)/Rt+(Vout-l/2Vrefl)/R4 整理后得Vout = l/2*R4*Vrefl*(l/R4+l/Rl_l/Rt)(1)此時(shí)，如采用的是12bit的ADC，則有ADC = 4096*Vout/Vref2(2)將⑴代入⑵則有ADC = 2048*R4*Vrefl/Vref2*(l/R4+l/Rl-l/Rt) (3)從(3)就可以發(fā)現(xiàn)，Vrefl和Vref2如果隨環(huán)境溫度改變，則ADC采集量將直接受到影響。比如，當(dāng)溫度變化時(shí)，Vrefl增加1%, Vref2減少1%，那么ADC采集量將增加約
2 %。當(dāng)然，解決上述問(wèn)題還可以采取使用高溫度穩(wěn)定性的參考電壓源芯片的辦法，但溫度特性越穩(wěn)定的參考電壓源芯片，其價(jià)格也越昂貴。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種Kalon高精度溫度_數(shù)字采集電路， 其采用電源電壓作為參考電壓源，用以提供基準(zhǔn)電壓，避免了因獨(dú)立參考電壓源的溫漂問(wèn)題，造成Kalon溫度采集不準(zhǔn)的問(wèn)題，且成本較低。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種高精度溫度-數(shù)字采集電路，包括 Etalon光學(xué)器件，溫度-電壓轉(zhuǎn)換電路，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，還包括一個(gè)參考電壓源，所述參考電壓源分別與所述Kalon光學(xué)器件、所述溫度-電壓轉(zhuǎn)換電路和所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路連接，用于提供電壓基準(zhǔn)。所述參考電壓源直接采用電源電壓。所述Kalon光學(xué)器件中包括一個(gè)熱敏電阻Rt。所述溫度-電壓轉(zhuǎn)換電路包括一由電阻R2和電阻R3組成的串聯(lián)分壓電阻網(wǎng)絡(luò)， 一放大器和一電阻R1，所述電阻R2和電阻R3之間的節(jié)點(diǎn)與所述放大器的一輸入端相連，用于提供基準(zhǔn)電壓，所述電阻Rl與所述熱敏電阻Rt組成另一個(gè)串聯(lián)分壓電阻網(wǎng)絡(luò)，其節(jié)點(diǎn)與所述放大器的另一輸入端相連，用于提供采集電壓，所述放大器的輸出端與所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路相連，用于將放大后的電壓信號(hào)輸送給所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于(1)避免了因獨(dú)立參考電壓源的溫漂問(wèn)題，造成肚&1011的溫度采集不精準(zhǔn)的問(wèn)題。(2)成本較低。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)的電路原理框圖。圖2為現(xiàn)有技術(shù)的電路原理圖。圖3為本實(shí)用新型的電路原理框圖。圖4為本實(shí)用新型一實(shí)施例的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖3所示，本實(shí)用新型中所述高精度溫度-數(shù)字采集電路由一 Kalon光學(xué)器件，一參考電壓源，一溫度-電壓轉(zhuǎn)換電路和一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成，所述參考電壓源分別與所述Kalon光學(xué)器件、溫度-電壓轉(zhuǎn)換電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路相連，用以提供基準(zhǔn)電壓， 所述Kalon光學(xué)器件、溫度-電壓轉(zhuǎn)換電路、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路串聯(lián)連接，其中，所述溫度-電壓轉(zhuǎn)換電路用于完成溫度-電壓的轉(zhuǎn)換，電壓信號(hào)的放大，并將放大后的電壓信號(hào)輸送給模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路。如圖4，由Kalon光學(xué)器件，參考電壓源，電阻R1-R4，電容C1-C2，放大器U1A，熱敏電阻Rt，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路ADC構(gòu)成。其中，所述參考電壓源直接采用3. 3V電源電壓，濾波電容Cl和C2并聯(lián)，并聯(lián)后的一端接地，另一端分別與Kalon光學(xué)器件的1腳，溫度-電壓轉(zhuǎn)換電路中電阻R2的一端， 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路ADC的1腳相連。所述Kalon光學(xué)器件的2腳與溫度-電壓轉(zhuǎn)換電路中電阻Rl的一端相連，其連接節(jié)點(diǎn)A分別與放大器UlA的2腳及電阻R4的一端相連。所述Kalon光學(xué)器件中還包括一熱敏電阻Rt，電阻Rt的兩端分別與Kalon光學(xué)器件的1腳和2腳相連。電阻Rt與Rl 構(gòu)成一串聯(lián)分壓電阻網(wǎng)絡(luò)。所述電阻R2的另一端與電阻R3 —端相連，其連接節(jié)點(diǎn)與放大器UlA的3腳相連。 電阻R2和R3構(gòu)成另一串聯(lián)分壓電阻網(wǎng)絡(luò)。所述Rl的另一端與所述R3的另一端共點(diǎn)接地。[0034]所述放大器UlA的1腳分別與電阻R4的另一端及模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路ADC的2腳相連。所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路ADC的3腳接地。上述電路中，放大器UlA乃減法器，采用的是AD8607ARMZ芯片，其3腳為“ + ”輸入端，輸入的是基準(zhǔn)電壓，2腳為“-”輸入端，輸入的是采集電壓，1腳為放大器UlA的輸出端。 另外，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路ADC的1腳為基準(zhǔn)電壓輸入端Vref，2腳為采集電壓輸入端AIN。該溫度-數(shù)字采集電路的工作原理如下電源電壓作為基準(zhǔn)電壓，經(jīng)電容C1、C2濾波后，被提供給Kalon、溫度-電壓轉(zhuǎn)換電路及模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路ADC，Etalon中包括一熱敏電阻Rt，電阻Rt與Rl構(gòu)成一串聯(lián)分壓電阻網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)Kalon溫度升高時(shí)，該串聯(lián)分壓電阻網(wǎng)絡(luò)A節(jié)點(diǎn)處電壓將發(fā)生變化，此電壓視為采集電壓，并被提供給放大器U1A。電阻R2和R3構(gòu)成另一串聯(lián)分壓電阻網(wǎng)絡(luò)，其將輸入到溫度-電壓轉(zhuǎn)換電路中的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行分壓處理后，輸送給放大器UlA作為基準(zhǔn)電壓， 放大器UlA將采集電壓和基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，放大，輸出給ADC，ADC完成電壓數(shù)據(jù)的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換工作后，將其獲得的放大采集電壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較后輸出，其比較輸出結(jié)果為與該采集電路相聯(lián)系的溫度控制電路所用。該溫度-數(shù)字采集電路的具體工作過(guò)程是上電后，參考電壓電源給Kalon和串聯(lián)分壓電阻網(wǎng)絡(luò)R2、R3提供一個(gè)穩(wěn)定的參考電壓Vcc0Rt SKalon器件中的熱敏電阻，Rl和R4為2個(gè)匹配電阻。根據(jù)運(yùn)放“虛短”原理，放大器UlA管腳2、3上的電壓為1/2REF。在A節(jié)點(diǎn)運(yùn)用戴維南定理(輸入電流等于輸出電流)，可得如下關(guān)系式l/2Vcc/Rl = (Vcc-l/2Vcc)/Rt+(Vout-l/2Vcc)/R4整理后得Vout = l/2*R4*Vcc*(l/R4+l/Rl_l/Rt) (1)此時(shí)，如采用的是12bit的ADC，則有ADC = 4096*Vout/Vcc(2)將(1)代入(2)則有ADC = 2048*R4*(1/R4+1/Rl-1/Rt)(3)從(3)就可以發(fā)現(xiàn)，ADC的采集量將不再受基準(zhǔn)電壓(即Vcc)不穩(wěn)定的影響，而且Vcc采用3. 3V電源電壓，此電壓也不會(huì)出現(xiàn)隨溫度變化的不穩(wěn)定問(wèn)題。以上所述，僅為本實(shí)用新型最佳實(shí)施例而已，并非用于限制本實(shí)用新型的范圍，凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍所作的等效變化或修飾，皆為本實(shí)用新型所涵蓋。
權(quán)利要求1.一種高精度溫度-數(shù)字采集電路，包括Kalon光學(xué)器件，溫度-電壓轉(zhuǎn)換電路，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，還包括一個(gè)參考電壓源，所述參考電壓源分別與所述Kalon 光學(xué)器件、所述溫度-電壓轉(zhuǎn)換電路和所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路連接，用于提供電壓基準(zhǔn)。
2.如權(quán)利要求1所述的高精度溫度-數(shù)字采集電路，其特征在于，所述參考電壓源直接采用電源電壓。
3.如權(quán)利要求1所述的高精度溫度-數(shù)字采集電路，其特征在于，所述Kalon光學(xué)器件中包括一個(gè)熱敏電阻Rt。
4.如權(quán)利要求3所述的高精度溫度-數(shù)字采集電路，其特征在于，所述溫度-電壓轉(zhuǎn)換電路包括一由電阻R2和電阻R3組成的串聯(lián)分壓電阻網(wǎng)絡(luò)，一放大器和一電阻R1，所述電阻R2和電阻R3之間的節(jié)點(diǎn)與所述放大器的一輸入端相連，用于提供基準(zhǔn)電壓，所述電阻 Rl與所述熱敏電阻Rt組成另一個(gè)串聯(lián)分壓電阻網(wǎng)絡(luò)，其節(jié)點(diǎn)與所述放大器的另一輸入端相連，用于提供采集電壓，所述放大器的輸出端與所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路相連，用于將放大后的電壓信號(hào)輸送給所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種Etalon高精度溫度-數(shù)字采集電路，包括Etalon光學(xué)器件，溫度-電壓轉(zhuǎn)換電路，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，還包括一個(gè)參考電壓源，所述參考電壓源分別與所述Etalon光學(xué)器件、所述溫度-電壓轉(zhuǎn)換電路和所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路連接，用于提供電壓基準(zhǔn)。本實(shí)用新型解決了因參考電壓源溫漂而引起的Etalon溫度采集不精準(zhǔn)的問(wèn)題，且成本低。
文檔編號(hào)G01K7/24GK201964978SQ201020661760
公開日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月14日
發(fā)明者羅科 申請(qǐng)人:昂納信息技術(shù)(深圳)有限公司