无线温度传感器设计方案集锦

的。如下所述，这个应用电路正是这么做的。

　　电阻器网络从 2.5V 基准吸取最大 25μA 电流。为了避免测量之间的功率损耗，将基准电源的工作周期调整为仅在测量期间导通。ADC 输入的 RC 时间常数大约为 5ms。通过在进行测量之前 80ms接通电源，可确保 ADC 输入完全稳定。实际上，既然两个输入节点以相同的斜率接通，所以远远不用理论的稳定时间那么久，读数就已准确。LT6654 由 LTC3330 的 3V LDO 输出供电。在读取温度读数之前和之后的恰当时间，LTP5901 微处理器驱动 LTC3330 中 LDO 的使能引脚至高电平和低电平。

　　在未进行转换时，LTC2484 自动进入休眠模式。与无线电已经很低的功率相比，1μA 的睡眠电流更低。因此，不必设定至 ADC 供电电源的占空比。通过保持 ADC 的电源电压始终与 LTP5901 相同，可确保 SPI 接口上的逻辑电平始终保持不变，这有助于实现简单的设计。

　　通过 SPI 端口提供转换结果以后，LTC2484 自动地开始进行新的转换，并将转换结果存储到其内部寄存器中，直到用户再次要求读取转换结果。在需要非常频繁地读取温度值的系统中，这种工作方式是非常便利。但是，有些超低功率应用可能在两次读数之间等待很长时间。为了确保提供给用户的温度数据始终是"新鲜"的读数，这类应用首先切换 CSb 和 SCK 引脚，以将"陈旧的"温度读数从 ADC 寄存器中移出，然后自动地开始进行新的温度转换。微处理器一直等待到转换结束为止，然后通过 SPI 端口读取结果。即使新的温度读取过程会再次自动开始，但是系统接下来会关闭热敏电阻器网络 （通过关闭 LDO），因为这些额外的温度读数随后将被忽略。

　　该温度传感器电路的总功耗可以按如下方法估计。首先，求基准 （350uA）、热敏电阻器网络 （25μA） 和 ADC （转换时为 160μA） 的电流之和，所得总电流为 535μA （参见表 1）。然后，考虑这一电流持续多长时间。ADC 每次转换大约耗时 140ms，在每次转换之前，等待 80ms，以让基准和热敏电阻器稳定。再加上一些 SPI 读数所需时间，这样接通时间大约为 300ms。在 300ms时间内消耗 535μA 电流，相应于 160μC 的电荷量。我们应该在这个电荷量之上，再加上给 4.7μF 电源旁路电容器充电至电压基准所需的电荷量，因为每次读数时这个节点都从 0V 充电至 3V。加上这个 14μC 的电荷量，每次读取温度数据时所需的总电荷量为 174μC。如果每隔 10 秒读取一次温度数据，那么就可计算出，平均电流消耗为 17μA。其他平均电源电流的例子在表 2 中给出。

　　表 1：信号链路电流消耗 （工作时）

　　表 2：基于温度读取频率进行电源管理的信号链路的平均电流消耗

　　LTC3330 管理这个应用的所有电源。该芯片含有两个开关模式电源和一个线性稳压器，采用小型单片封装。降压-升压型转换器可从电池取得功率，以保持稳定的输出电压 （对这个应用而言设定为 3.6V）。一个单独的降压型转换器可从太阳能电池板取得功率，也将输出电压调节至相同的值。一个内部优先级区分器确保尽可能使用太阳能电源，仅当需要时才会从电池吸取功率 （图 3）。对于其他应用，LTC3330 还支持 AC 能量收集电源，例如产生与振动能量成比例的 AC 电压之压电晶体 （参见图 4）。

　　图 3：LTC3330 从太阳能电池板或电池取得功率，自动地设定这两种电源的优先级，以保持稳定输出电压。一个额外的 LDO 输出由逻辑输入引脚控制，这用来设定温度传感器电源的占空比。LTC3330 产生一个输出标记，以指示正在使用的是太阳能电源还是电池电源。（SOLAR PANEL：太阳能电池板;BATTERY：电池）

　　图 4：LTC3330 能量收集型 DC/DC 电池寿命延长器从压电、太阳能或磁性能源收集能量。

　　LTC3330 吸取不到 1μA 静态电流，非常适合这种低功耗无线应用。电源功耗仅占总功耗的一小部分，所以大部分功率可用于"负载" （即温度传感器和无线网络）。

　　除了这两个开关模式电源，LTC3330 还含有一个具备单独使能引脚的 LDO。这功能对于这类占空比的应用是很有用。电压基准和热敏电阻器网络用该 LDO 供电。这不仅降低了开关噪声，还允许应用切换信号链电源接通和关断，同时保持无线电模块的电源始终接通。即使无线电模块在两次传输之间不消耗太多功率，但是它必须始终保持偏置，以保持定时器正确运行，这样整个网络就能保持时间同步了。无线电模块内的微处理器在恰当的时间给 LDO 使能引脚排序，使信号链路为读取温度数据做好准备。

LTC3330 提供一个输出标记 （EH_ON），该标记说明系统是在由电