intel AN 769 FPGA Canllaw Defnyddiwr Deuod Synhwyro Tymheredd Anghysbell

Mae system monitro tymheredd Intel® FPGA yn caniatáu ichi ddefnyddio sglodion trydydd parti i fonitro tymheredd y gyffordd (TJ). Mae'r system monitro tymheredd allanol hon yn gweithio hyd yn oed tra bod y FPGA Intel wedi'i bweru i lawr neu heb ei ffurfweddu. Fodd bynnag, mae yna sawl peth y mae'n rhaid i chi eu hystyried wrth ddylunio'r rhyngwyneb rhwng y sglodyn allanol a deuodau synhwyro tymheredd o bell Intel FPGA (TSDs).
Pan fyddwch chi'n dewis sglodyn synhwyro tymheredd, byddech fel arfer yn edrych ar y cywirdeb tymheredd rydych chi am ei gyflawni. Fodd bynnag, gyda'r dechnoleg broses ddiweddaraf a dyluniad TSD o bell gwahanol, rhaid i chi hefyd ystyried nodweddion adeiledig y sglodyn synhwyro tymheredd i fodloni eich gofynion cywirdeb dylunio.

Trwy ddeall sut mae system mesur tymheredd o bell Intel FPGA yn gweithio, gallwch:

Darganfod problemau cyffredin gyda chymwysiadau synhwyro tymheredd.
Dewiswch y sglodyn synhwyro tymheredd mwyaf priodol sy'n cwrdd â'ch anghenion cais, cost ac amser dylunio.

Mae Intel yn argymell yn gryf eich bod yn mesur y tymheredd ar farw gan ddefnyddio TSDs lleol, y mae Intel wedi'i ddilysu. Ni all Intel ddilysu cywirdeb synwyryddion tymheredd allanol o dan amodau system amrywiol. Os ydych chi am ddefnyddio'r TSDs o bell gyda synwyryddion tymheredd allanol, dilynwch y canllawiau yn y ddogfen hon a dilyswch gywirdeb eich gosodiad mesur tymheredd.

Mae'r nodyn cais hwn yn berthnasol i weithrediad TSD o bell ar gyfer teulu dyfais Intel Stratix® 10 FPGA.

Gweithredu Drosoddview

Mae'r sglodyn synhwyro tymheredd allanol yn cysylltu â TSD anghysbell Intel FPGA. Transistor sy'n gysylltiedig â deuod PNP neu NPN yw'r TSD anghysbell.

Ffigur 1. Cysylltiad rhwng Sglodion Synhwyro Tymheredd a Intel FPGA Remote TSD (NPN Diode)

Ffigur 2. Cysylltiad Rhwng Sglodion Synhwyro Tymheredd a Intel FPGA TSD Anghysbell (PNP Diode)

Mae'r hafaliad canlynol yn ffurfio tymheredd transistor mewn perthynas â chyfrol yr allyrrydd bastage (VBE).

hafaliad 1 . Y Berthynas Rhwng Tymheredd y Transistor i'r Allyrrydd Sylfaenol Cyftage (VBE)Lle:
- T — Tymheredd yn Kelvin
- q—y wefr electron (1.60 × 10−19 C)
- VBE—bas-allyrrydd cyftage
- k— cysonyn Boltzmann (1.38 × 10−23 J∙K−1)
- IC - cerrynt y casglwr
- IS—y cerrynt dirlawnder gwrthdro
- η - ffactor delfrydedd y deuod o bell
  Wrth aildrefnu Hafaliad 1, cewch yr hafaliad canlynol.

Hafaliad 2. VBE
Yn nodweddiadol, mae'r sglodyn synhwyro tymheredd yn gorfodi dau gerrynt olynol a reolir yn dda, I1 ac I2 ar y pinnau P ac N. Yna mae'r sglodyn yn mesur ac yn cyfartaleddu newid VBE y deuod. Mae'r delta yn VBE mewn cyfrannedd union â'r tymheredd, fel y dangosir yn Hafaliad 3.
Hafaliad 3. Delta yn VBELle:
- n—cymhareb gyfredol dan orfod
- VBE1—bas-allyrrydd cyftage yn I1
- VBE2—bas-allyrrydd cyftage yn I2

Ystyriaeth Gweithredu

Mae dewis y sglodyn synhwyro tymheredd gyda'r nodweddion priodol yn caniatáu ichi wneud y gorau o'r sglodion i gyflawni cywirdeb mesur. Ystyriwch y pynciau yn y wybodaeth berthnasol pan fyddwch chi'n dewis y sglodyn.

Gwybodaeth Gysylltiedig

Ffactor Delfrydol (η-Factor) Diffyg cyfatebiaeth
Gwall Gwrthsefyll Cyfres
Amrywiad Beta Tymheredd Diode
Cynhwysydd Mewnbwn Gwahaniaethol
Iawndal Gwrthbwyso

Ffactor Delfrydol (η-Factor) Diffyg cyfatebiaeth

Pan fyddwch chi'n perfformio mesuriad tymheredd cyffordd trwy ddefnyddio deuod tymheredd allanol, mae cywirdeb y mesuriad tymheredd yn dibynnu ar nodweddion y deuod allanol. Y ffactor delfrydedd yw paramedr deuod anghysbell sy'n mesur gwyriad y deuod o'i ymddygiad delfrydol.
Fel arfer gallwch chi ddod o hyd i'r ffactor delfrydol yn y daflen ddata gan y gwneuthurwr deuod. Mae deuodau tymheredd allanol gwahanol yn rhoi gwerthoedd gwahanol i chi oherwydd y gwahanol dechnolegau dylunio a phroses y maent yn eu defnyddio.
Gall diffyg cyfatebiaeth delfrydol achosi gwall mesur tymheredd sylweddol. Er mwyn osgoi'r gwall sylweddol, mae Intel yn argymell eich bod yn dewis sglodyn synhwyro tymheredd sy'n cynnwys ffactor delfryd y gellir ei ffurfweddu. Gallwch newid y gwerth ffactor delfrydol yn y sglodyn i ddileu'r gwall diffyg cyfatebiaeth.

Example 1. Ffactor Delfrydol Cyfraniad i Gwall Mesur Tymheredd

Mae'r cynampMae le yn dangos sut mae ffactor delfrydedd yn cyfrannu at y gwall mesur tymheredd. Yn y cynampLe, mae'r cyfrifiad yn dangos y diffyg cyfatebiaeth delfrydol sy'n achosi gwall mesur tymheredd sylweddol.

hafaliad 4 . Ffactor Delfrydol Perthynas â Thymheredd Mesuredig

Lle:

ηTSC - ffactor delfrydolrwydd y sglodyn synhwyro tymheredd
TTSC - tymheredd yn cael ei ddarllen gan y sglodyn synhwyro tymheredd
ηRTD - ffactor delfrydedd y deuod tymheredd o bell
TRTD - tymheredd ar y deuod tymheredd o bell

Mae'r camau canlynol yn amcangyfrif mesur tymheredd (TTSC) yn ôl y sglodyn synhwyro tymheredd, o ystyried y gwerthoedd canlynol:

Ffactor delfrydedd y synhwyrydd tymheredd (ηTSC) yw 1.005
Ffactor delfrydedd y deuod tymheredd o bell (ηRTD) yw 1.03
Y tymheredd gwirioneddol yn y deuod tymheredd anghysbell (TRTD) yw 80 ° C

Trosi'r TRTD o 80°C i Kelvin: 80 + 273.15 = 353.15 K.
Cymhwyso Hafaliad 4. Y tymheredd a gyfrifir gan y sglodyn synhwyro tymheredd yw 1.005 × 353.15 = 344.57 K.TTSC = 1.03

Troswch y gwerth a gyfrifwyd i Celsius: TTSC = 344.57 K – 273.15 K = 71.43°C Y gwall tymheredd (TE) a achosir gan y diffyg cyfatebiaeth delfrydol:
TE = 71.43°C – 80.0°C = –8.57°C

Gwall Gwrthsefyll Cyfres

Mae'r gwrthiant cyfres ar y pinnau P ac N yn cyfrannu at gamgymeriad mesur tymheredd.

Gall gwrthiant y gyfres fod o:

Gwrthiant mewnol y pin P a N y deuod tymheredd.
Mae'r bwrdd olrhain ymwrthedd, ar gyfer example, olrhain bwrdd hir.

Mae gwrthiant y gyfres yn achosi cyfrol ychwanegoltage i ollwng ar y llwybr synhwyro tymheredd ac yn arwain at wall mesur, gan effeithio ar gywirdeb y mesuriad tymheredd. Yn nodweddiadol, mae'r sefyllfa hon yn digwydd pan fyddwch chi'n mesur tymheredd gyda sglodyn synhwyro tymheredd 2-gyfredol.

Ffigur 3. Gwrthiant Cyfres Mewnol ac Ar y BwrddEr mwyn egluro'r gwall tymheredd a achosir pan fydd gwrthiant y gyfres yn cynyddu, mae rhai gwneuthurwr sglodion synhwyro tymheredd yn darparu'r data ar gyfer y gwall tymheredd deuod o bell yn erbyn y gwrthiant.
Fodd bynnag, gallwch chi ddileu gwall gwrthiant y gyfres. Mae gan rai sglodion synhwyro tymheredd nodwedd canslo gwrthiant cyfres adeiledig. Gall y nodwedd canslo gwrthiant cyfres ddileu'r gwrthiant cyfres o ystod o ychydig gannoedd Ω i ystod sy'n fwy na ychydig filoedd Ω.
Mae Intel yn argymell eich bod yn ystyried y nodwedd canslo gwrthiant cyfres pan fyddwch chi'n dewis y sglodyn synhwyro tymheredd. Mae'r nodwedd yn dileu'r gwall tymheredd a achosir gan wrthwynebiad y llwybr i'r transistor anghysbell yn awtomatig.

Amrywiad Beta Tymheredd Diode

Wrth i geometregau technoleg proses fynd yn llai, mae gwerth Beta(β) y swbstrad PNP neu NPN yn lleihau.
Wrth i werth Beta deuod tymheredd fynd yn is, yn enwedig os yw'r casglwr deuod tymheredd wedi'i glymu i'r ddaear, mae gwerth Beta yn effeithio ar y gymhareb gyfredol ar Hafaliad 3 ar dudalen 5. Felly, mae cynnal cymhareb gyfredol gywir yn hanfodol.
Mae gan rai sglodion synhwyro tymheredd nodwedd iawndal Beta adeiledig. Mae amrywiad Beta y cylchedwaith yn synhwyro'r cerrynt sylfaen ac yn addasu'r cerrynt allyrrydd i wneud iawn am yr amrywiad. Mae'r iawndal Beta yn cynnal y gymhareb gyfredol casglwr.

Ffigur 4. Deuod Tymheredd Ffabrig Craidd Intel Stratix 10 gydag Iawndal Beta MAX31730 Integredig Maxim* wedi'i alluogi
Mae'r ffigur hwn yn dangos bod y cywirdeb mesur yn cael ei gyflawni gyda iawndal Beta wedi'i alluogi. Cymerwyd y mesuriadau yn ystod cyflwr pŵer i lawr FPGA - disgwylir i'r tymereddau gosod a mesuredig fod yn agos.

	0˚C	50˚C	100˚C
Iawndal Beta i ffwrdd	25.0625˚C	70.1875˚C	116.5625˚C
Iawndal Beta Ymlaen	-0.6875˚C	49.4375˚C	101.875˚C

Cynhwysydd Mewnbwn Gwahaniaethol

Mae'r cynhwysydd (CF) ar binnau P a N yn gweithredu fel hidlydd pas isel sy'n helpu i hidlo'r sŵn amledd uchel a gwella'r ymyrraeth electromagnetig (EMI).
Rhaid i chi fod yn ofalus wrth ddewis cynhwysydd oherwydd gall y cynhwysedd mawr effeithio ar amser codi'r ffynhonnell gyfredol wedi'i newid a chyflwyno gwall mesur enfawr. Yn nodweddiadol, mae'r gwneuthurwr sglodion synhwyro tymheredd yn darparu'r gwerth cynhwysedd a argymhellir yn eu taflen ddata. Cyfeiriwch at ganllawiau dylunio neu argymhelliad gwneuthurwr y cynhwysydd cyn i chi benderfynu ar y gwerth cynhwysedd.

Ffigur 5. Cynhwysedd Mewnbwn Gwahaniaethol

Iawndal Gwrthbwyso

Gall ffactorau lluosog gyfrannu at y gwall mesur ar yr un pryd. Weithiau, efallai na fydd defnyddio un dull iawndal yn datrys y mater yn llawn. Dull arall o ddatrys y gwall mesur yw cymhwyso iawndal gwrthbwyso.

Nodyn: Mae Intel yn argymell eich bod yn defnyddio sglodyn synhwyro tymheredd gydag iawndal gwrthbwyso adeiledig. Os nad yw'r sglodyn synhwyro tymheredd yn cefnogi'r nodwedd, gallwch wneud cais iawndal gwrthbwyso yn ystod prosesu post trwy resymeg arferiad neu feddalwedd.
Mae iawndal gwrthbwyso yn newid gwerth y gofrestr gwrthbwyso o'r sglodyn synhwyro tymheredd i ddileu'r gwall a gyfrifwyd. I ddefnyddio'r nodwedd hon, rhaid i chi berfformio pro tymhereddfile astudio a nodi'r gwerth gwrthbwyso i'w gymhwyso.

Rhaid i chi gasglu mesuriadau tymheredd ar draws yr ystod tymheredd a ddymunir gyda gosodiadau diofyn y sglodyn synhwyro tymheredd. Wedi hynny, perfformiwch ddadansoddiad data fel yn yr example i bennu'r gwerth gwrthbwyso i'w gymhwyso. Mae Intel yn argymell eich bod yn profi sawl sglodion synhwyro tymheredd gyda sawl deuod tymheredd anghysbell i sicrhau eich bod yn gorchuddio'r amrywiadau rhan-i-ran. Yna, defnyddiwch y cyfartaledd mesuriadau yn y dadansoddiad i bennu'r gosodiadau i'w cymhwyso.
Gallwch ddewis y pwyntiau tymheredd i'w profi yn seiliedig ar gyflwr gweithrediad eich system.

Hafaliad 5. Ffactor Gwrthbwyso

Example 2 . Cymhwyso Iawndal GwrthbwysoYn y cynample, casglwyd set o fesuriadau tymheredd gyda thri phwynt tymheredd. Cymhwyso Hafaliad 5 i'r gwerthoedd a chyfrifo'r ffactor gwrthbwyso.

Tabl 1 . Data a Gasglwyd Cyn Gwneud Cais Iawndal Gwrthbwyso

Tymheredd Gosod		Tymheredd wedi'i Fesur
100°C	373.15 K	111.06°C	384.21 K
50°C	323.15 K	61.38°C	334.53 K
0°C	273.15 K	11.31°C	284.46 K

Defnyddiwch bwynt canol yr ystod tymheredd i gyfrifo'r tymheredd gwrthbwyso. Yn y cynampLe, y pwynt canol yw'r tymheredd gosod 50 ° C.
Tymheredd gwrthbwyso

= Ffactor gwrthbwyso × ( Tymheredd wedi'i fesur - tymheredd gosod )
= 0.9975 × (334.53 - 323.15 )
= 11.35

Cymhwyswch y gwerth tymheredd gwrthbwyso a ffactorau iawndal eraill, os oes angen, i'r sglodyn synhwyro tymheredd ac ail-gymerwch y mesuriad.

Tabl 2 . Data a Gasglwyd ar ôl Cymhwyso Iawndal Gwrthbwyso

Tymheredd Gosod	Tymheredd wedi'i Fesur	Gwall
100°C	101.06°C	1.06°C
50°C	50.13°C	0.13°C
0°C	0.25°C	0.25°C

Gwybodaeth Gysylltiedig
Canlyniadau'r Gwerthusiad
Yn darparu ailview o ganlyniadau gwerthusiad y dull iawndal gwrthbwyso gyda sglodion synhwyro tymheredd Maxim Integrated* a Texas Instruments*.

Canlyniadau'r Gwerthusiad

Yn y gwerthusiad, addaswyd pecynnau gwerthuso MAX31730 Maxim Integrated* a Texas Instruments*'s TMP468 i ryngwynebu â deuodau tymheredd anghysbell sawl bloc yn yr Intel FPGA.

Tabl 3 . Blociau wedi'u Gwerthuso a Modelau Bwrdd

Bloc	Bwrdd Gwerthuso Sglodion Synhwyro Tymheredd
Bloc	Texas Instruments' TMP468	Maxim Integrate d's MAX31730
Ffabrig craidd Intel Stratix 10	Oes	Oes
Teilsen H neu deilsen L	Oes	Oes
E-teil	Oes	Oes
P-teil	Oes	Oes

Mae'r ffigurau canlynol yn dangos sefydlu bwrdd Intel FPGA gyda byrddau gwerthuso Maxim Integrated a Texas Instruments.

Ffigur 6. Gosod gyda Bwrdd Gwerthuso MAX31730 Maxim Integrate d's

Ffigur 7. Sefydlu gyda Bwrdd Gwerthuso TMP468 Texas Instruments

Grymwr thermol - neu fel arall, gallwch ddefnyddio siambr dymheredd - gorchuddio a selio'r FPGA a gorfodi'r tymheredd yn unol â'r pwynt tymheredd penodol.
Yn ystod y prawf hwn, arhosodd yr FPGA mewn cyflwr heb bŵer i'w osgoi rhag cynhyrchu gwres.
Yr amser socian ar gyfer pob pwynt prawf tymheredd oedd 30 munud.
Defnyddiodd y gosodiadau ar y pecynnau gwerthuso y gosodiadau diofyn gan y gwneuthurwyr.
Ar ôl y gosodiad, dilynwyd camau yn Iawndal Gwrthbwyso ar dudalen 10 ar gyfer casglu a dadansoddi data.

Gwerthusiad gyda Bwrdd Gwerthuso Sglodion Synhwyro Tymheredd MAX31730 Maxim Integrated

Cynhaliwyd y gwerthusiad hwn gyda chamau sefydlu fel y disgrifir yn Iawndal Gwrthbwyso .
Casglwyd y data cyn ac ar ôl cymhwyso'r iawndal gwrthbwyso. Cymhwyswyd tymheredd gwrthbwyso gwahanol i wahanol flociau Intel FPGA oherwydd ni ellir cymhwyso gwerth gwrthbwyso sengl ar bob bloc. Mae'r ffigurau canlynol yn dangos y canlyniadau.

Ffigur 8. Data ar gyfer Ffabrig Craidd Intel Stratix 10

Ffigur 9. Data ar gyfer Intel FPGA H-Tile a L-Tile

Ffigur 10. Data ar gyfer Intel FPGA E-Tile

Ffigur 11. Data ar gyfer Intel FPGA P-Tile

Gwerthusiad gyda Bwrdd Gwerthuso Sglodion Synhwyro Tymheredd TMP468 Texas Instruments

Ffigur 12. Data ar gyfer Ffabrig Craidd Intel Stratix 10

Ffigur 13. Data ar gyfer Intel FPGA H-Tile a L-Tile

Ffigur 14. Data ar gyfer Intel FPGA E-Tile

Ffigur 15. Data ar gyfer Intel FPGA P-Tile

Casgliad

Mae yna lawer o wahanol wneuthurwyr sglodion synhwyro tymheredd. Wrth ddewis cydrannau, mae Intel yn argymell yn gryf eich bod yn dewis y sglodyn synhwyro tymheredd gyda'r ystyriaethau canlynol.

Dewiswch sglodyn gyda nodwedd ffactor delfryd y gellir ei ffurfweddu.
Dewiswch sglodyn sydd â chanslad gwrthiant cyfres.
Dewiswch sglodyn sy'n cefnogi iawndal Beta.
Dewiswch gynwysorau sy'n cyd-fynd ag argymhellion y gwneuthurwr sglodion.
Defnyddiwch unrhyw iawndal priodol ar ôl perfformio pro tymhereddfile astudio.

Yn seiliedig ar yr ystyriaeth weithredu a'r canlyniadau gwerthuso, rhaid i chi wneud y gorau o'r sglodyn synhwyro tymheredd yn eich dyluniad i gyflawni cywirdeb mesur.

Hanes Adolygu Dogfennau ar gyfer AN 769: Canllaw Gweithredu Deuod Synhwyro Tymheredd Anghysbell Intel FPGA

Fersiwn y Ddogfen	Newidiadau
2022.04.06	Cywiro'r cyfrifiad tymheredd sglodion synhwyro tymheredd yn y pwnc am ddiffyg cyfatebiaeth ffactor delfrydol. Cywiro'r cyfrifiad tymheredd gwrthbwyso exampyn y pwnc am iawndal gwrthbwyso.
2021.02.09	Rhyddhad cychwynnol.

Intel Gorfforaeth. Cedwir pob hawl. Mae Intel, logo Intel, a nodau Intel eraill yn nodau masnach Intel Corporation neu ei is-gwmnïau. Mae Intel yn gwarantu perfformiad ei gynhyrchion FPGA a lled-ddargludyddion i fanylebau cyfredol yn unol â gwarant safonol Intel, ond mae'n cadw'r hawl i wneud newidiadau i unrhyw gynhyrchion a gwasanaethau ar unrhyw adeg heb rybudd. Nid yw Intel yn cymryd unrhyw gyfrifoldeb nac atebolrwydd sy'n deillio o gymhwyso neu ddefnyddio unrhyw wybodaeth, cynnyrch neu wasanaeth a ddisgrifir yma ac eithrio fel y cytunwyd yn benodol yn ysgrifenedig gan Intel. Cynghorir cwsmeriaid Intel i gael y fersiwn ddiweddaraf o fanylebau dyfeisiau cyn dibynnu ar unrhyw wybodaeth gyhoeddedig a chyn archebu cynhyrchion neu wasanaethau.
*Gellir hawlio enwau a brandiau eraill fel eiddo eraill.

ISO
9001:2015
Wedi cofrestru

Dogfennau / Adnoddau

intel AN 769 FPGA Deuod Synhwyro Tymheredd Anghysbell [pdfCanllaw Defnyddiwr
AN 769 FPGA Deuod Synhwyro Tymheredd Anghysbell, AN 769, Deuod Synhwyro Tymheredd Anghysbell FPGA, Deuod Synhwyro Tymheredd Anghysbell, Deuod Synhwyro Tymheredd, Deuod Synhwyro

Cyfeiriadau

Llawlyfr Defnyddiwr

intel AN 769 FPGA Deuod Synhwyro Tymheredd Anghysbell

Rhagymadrodd