intel AN 769 FPGA Diode Mothachadh Teòthachd Iomallach

Ro-ràdh

Ann an tagraidhean dealanach an latha an-diugh, gu sònraichte tagraidhean a dh ’fheumas smachd teothachd èiginneach, tha tomhas teothachd air-chip deatamach.

Tha siostaman àrd-choileanaidh an urra ri tomhas teòthachd ceart airson àrainneachdan a-staigh agus a-muigh.

• Dèan an coileanadh as fheàrr
• Dèanamh cinnteach obrachadh earbsach
• Cuir casg air milleadh air co-phàirtean

Leigidh siostam sgrùdaidh teothachd Intel® FPGA leat chips treas-phàrtaidh a chleachdadh gus sùil a chumail air teòthachd snaim (TJ). Bidh an siostam sgrùdaidh teòthachd taobh a-muigh seo ag obair eadhon ged a tha an Intel FPGA air a chuir sìos no gun a bhith air a rèiteachadh. Ach, tha grunn rudan ann air am feum thu beachdachadh nuair a dhealbhaicheas tu an eadar-aghaidh eadar a’ chip taobh a-muigh agus na diodes mothachaidh teòthachd iomallach Intel FPGA (TSDs).
Nuair a thaghas tu sliseag mothachaidh teodhachd, mar as trice bhiodh tu a’ coimhead air an cruinneas teòthachd a tha thu airson a choileanadh. Ach, leis an teicneòlas pròiseas as ùire agus dealbhadh TSD iomallach eadar-dhealaichte, feumaidh tu cuideachd beachdachadh air feartan togte a’ chip mothachaidh teothachd gus coinneachadh ri na riatanasan mionaideachd dealbhaidh agad.

Le bhith a’ tuigsinn obrachadh siostam tomhais teothachd iomallach Intel FPGA, faodaidh tu:

• Faigh a-mach cùisean cumanta le tagraidhean mothachadh teothachd.
• Tagh a’ chip mothachaidh teothachd as iomchaidh a choinnicheas ri d’ fheumalachdan tagraidh, cosgais, agus ùine dealbhaidh.

Tha Intel a’ moladh gu làidir gun tomhas thu an teòthachd air bàs a’ cleachdadh TSDn ionadail, a tha Intel air dearbhadh. Chan urrainn dha Intel dearbhadh dè cho ceart ‘s a tha mothachairean teòthachd taobh a-muigh fo dhiofar shuidheachaidhean siostam. Ma tha thu airson na TSDn iomallach a chleachdadh le mothachairean teodhachd taobh a-muigh, lean an stiùireadh san sgrìobhainn seo agus dearbhaich cruinneas an t-suidheachaidh tomhais teothachd agad.

Tha an nota tagraidh seo a’ buntainn ri buileachadh iomallach TSD airson teaghlach inneal Intel Stratix® 10 FPGA.

Buileachadh thairisview

Bidh a’ chip mothachaidh teothachd taobh a-muigh a’ ceangal ri Intel FPGA iomallach TSD. Tha an TSD iomallach na transistor PNP no NPN ceangailte ri diode.

• Figear 1. Ceangal eadar Chip Sensing Teòthachd agus Intel FPGA Remote TSD (NPN Diode)
• Figear 2. Ceangal eadar Chip Sensing Teòthachd agus Intel FPGA Remote TSD (PNP Diode)

Tha an co-aontar a leanas a’ cruthachadh teodhachd transistor a thaobh bun-emitter voltage (VBE).

• Co-aontar 1 . Dàimh eadar Teòthachd an Transistor gu Base-Emitter Voltage (VBE)Càite:
  • T - Teòthachd ann an Kelvin
  • q - an cosgais dealanach (1.60 × 10−19 C)
  • VBE - base-emitter leabtage
  • k - seasmhach Boltzmann (1.38 × 10−23 J∙K−1)
  • IC - an neach-cruinneachaidh an-dràsta
  • IS - an sruth sùghaidh cùil
  • η - am feart freagarrachd an diode iomallach
    Ag ath-eagrachadh Co-aontar 1, gheibh thu an co-aontar a leanas.

• Co-aontar 2. VBE
  Mar as trice, bidh a’ chip mothachaidh teothachd a’ sparradh dà shruth leantainneach le deagh smachd, I1 agus I2 air na prìnichean P agus N. Bidh a’ chip an uairsin a’ tomhas agus a’ tomhas atharrachadh VBE an diode. Tha an delta ann an VBE dìreach co-rèireach ris an teòthachd, mar a chithear ann an Co-aontar 3.
• Co-aontar 3. Delta ann an VBECàite:
  • n - co-mheas gnàthach èignichte
  • VBE1 - base-emitter voltage aig I1
  • VBE2 - base-emitter voltage aig I2

Beachdachadh Buileachaidh

Le bhith a’ taghadh a’ chip mothachaidh teothachd leis na feartan iomchaidh leigidh sin leat a’ chip a bharrachadh gus cruinneas tomhais a choileanadh. Beachdaich air na cuspairean anns an fhiosrachadh co-cheangailte nuair a thaghas tu a’ chip.

Fiosrachadh Co-cheangailte

• Factor Ideality (η-Factor) Neo-ionnanachd
• Mearachd an aghaidh sreath
• Atharrachadh teòthachd Diode Beta
• Differential Input Capacitor
• Dìoladh Offset

Factor Ideality (η-Factor) Neo-ionnanachd

Nuair a nì thu tomhas teòthachd snaim le bhith a’ cleachdadh diode teòthachd taobh a-muigh, tha cruinneas an tomhas teòthachd an urra ri feartan an diode a-muigh. Is e am bàillidh ideality paramadair de diode iomallach a bhios a’ tomhas gluasad an diode bhon ghiùlan as fheàrr aige.
Mar as trice gheibh thu am bàillidh ideality anns an duilleag dàta bhon neach-dèanamh diode. Bheir diofar diodes teòthachd taobh a-muigh luachan eadar-dhealaichte dhut air sgàth na diofar theicneòlasan dealbhaidh is pròiseas a bhios iad a’ cleachdadh.
Faodaidh mì-chothromachadh foirfeachd mearachd tomhais teothachd mòr adhbhrachadh. Gus a’ mhearachd mhòr a sheachnadh, tha Intel a’ moladh gun tagh thu sliseag mothachaidh teothachd anns a bheil feart freagarrachd a ghabhas rèiteachadh. Faodaidh tu luach bàillidh ideality atharrachadh anns a’ chip gus cuir às don mhearachd mì-fhreagarrachd.

• Example 1. Factar Ideality a’ cur ri Mearachd Tomhais Teòthachd

Tha an t-example a’ sealltainn mar a tha factar ideality a’ cur ris a’ mhearachd tomhais teothachd. Anns an t-seannample, tha an àireamhachadh a’ sealltainn mì-chothromachadh foirfeachd ag adhbhrachadh mearachd tomhais teothachd mòr.

• Co-aontar 4 . Factar Ideality Dàimh ri Teòthachd Tomhais

Càite:

• ηTSC - factar freagarrachd a’ chip mothachaidh teothachd
• TTSC - teòthachd air a leughadh leis a’ chip mothachaidh teothachd
• ηRTD - factar ideality an diode teòthachd iomallach
• TRTD - teòthachd aig an diode teòthachd iomallach

Tha na ceumannan a leanas a’ toirt tuairmse air tomhas teòthachd (TTSC) leis a’ chip mothachaidh teothachd, leis na luachan a leanas:

• Is e feart iomchaidheachd an sensor teòthachd (ηTSC) 1.005
• Is e bàillidh ideality an diode teòthachd iomallach (ηRTD) 1.03
• Is e an teòthachd fìor aig an diode teòthachd iomallach (TRTD) 80 ° C

 

1. Tionndaidh an TRTD de 80 ° C gu Kelvin: 80 + 273.15 = 353.15 K.
2. Cuir an Co-aontar an sàs 4. Is e an teòthachd àireamhaichte leis a’ chip mothachaidh teothachd 1.005 × 353.15 = 344.57 K.TTSC = 1.03
3. Tionndaidh an luach àireamhaichte gu Celsius: TTSC = 344.57 K – 273.15 K = 71.43 ° C Mearachd teòthachd (TE) air adhbhrachadh leis a’ mhì-chothromachadh ideality:
   TE = 71.43°C – 80.0°C = –8.57°C

Mearachd an aghaidh sreath

Tha strì an t-sreath air na prìnichean P agus N a’ cur ri mearachd tomhais teothachd.

Faodaidh strì an t-sreath a bhith bho:

• Frith-aghaidh taobh a-staigh prìne P agus N den diode teòthachd.
• Bidh am bòrd a’ lorg strì, airson example, lorg bòrd fada.

Tha strì an t-sreath ag adhbhrachadh voltage a bhith a’ tuiteam aig an t-slighe mothachaidh teodhachd agus a’ leantainn gu mearachd tomhais, a’ toirt buaidh air neo-mhearachdachd tomhais teothachd. Mar as trice, bidh an suidheachadh seo a’ tachairt nuair a nì thu tomhas teòthachd le sgiob mothachaidh teòthachd 2-leatha.

Figear 3. Frith-aghaidh sreath a-staigh agus air bòrdGus mìneachadh a dhèanamh air a ’mhearachd teòthachd a thig an lùib nuair a dh’ èiricheas strì an t-sreath, bidh cuid de luchd-saothrachaidh chip mothachaidh teothachd a ’toirt seachad an dàta airson mearachd teòthachd diode iomallach an aghaidh an aghaidh.
Ach, faodaidh tu cuir às do mhearachd strì an t-sreath. Tha feart cuir às an aghaidh sreath stèidhichte air cuid de chip mothachaidh teothachd. Faodaidh feart casg an aghaidh sreath cuir às do strì an t-sreath bho raon beagan cheudan Ω gu raon nas àirde na beagan mhìltean Ω.
Tha Intel a’ moladh gun smaoinich thu air feart cuir dheth an aghaidh sreath nuair a thaghas tu a’ chip mothachaidh teothachd. Bidh am feart gu fèin-ghluasadach a’ cuir às don mhearachd teothachd a dh’ adhbhraicheas an aghaidh an t-slighe chun an transistor iomallach.

Atharrachadh teòthachd Diode Beta

Mar a bhios geoimeatraidh teicneòlas pròiseas a’ fàs nas lugha, tha luach Beta (β) an fho-strat PNP no NPN a’ dol sìos.
Mar a bhios an teòthachd diode Beta luach a 'fàs nas ìsle, gu h-àraidh ma tha an teòthachd diode cruinneachaidh a tha ceangailte ris an talamh, an luach Beta a' toirt buaidh air a 'cho-mheas làithreach air Co-aontar 3 air duilleag 5. Mar sin, tha e deatamach cumail suas ceart làithreach co-mheas.
Tha feart dìolaidh Beta aig cuid de chips mothachaidh teothachd. Bidh an tionndadh Beta den chuairt-chuairt a’ mothachadh an t-sruth bunaiteach agus ag atharrachadh sruth an emitter gus dìoladh a dhèanamh airson an eadar-dhealachaidh. Bidh airgead-dìolaidh Beta a’ cumail suas a’ cho-mheas gnàthach cruinneachaidh.

Figear 4. Diode Teòthachd Prìomh Stuth Intel Stratix 10 le Dìolaidh Beta MAX31730 aig Maxim Integrated * air a chomasachadh
Tha am figear seo a’ sealltainn gu bheil cruinneas tomhais air a choileanadh le airgead-dìolaidh Beta air a chomasachadh. Chaidh na tomhais a ghabhail rè staid cumhachd sìos FPGA - tha dùil gum bi an teòthachd suidhichte agus tomhaiste faisg.

	0˚C	50˚C	100˚C
Dìoladh Beta dheth	25.0625˚C	70.1875˚C	116.5625˚C
Dìoladh Beta air adhart	-0.6875˚C	49.4375˚C	101.875˚C

Differential Input Capacitor

Tha an capacitor (CF) air prìneachan P agus N ag obair mar shìoltachan pas ìosal a chuidicheas le bhith a’ sìoladh fuaim àrd tricead agus a ’leasachadh eadar-theachd electromagnetic (EMI).
Feumaidh tu a bhith faiceallach nuair a thaghas tu capacitor oir faodaidh an capacitance mòr buaidh a thoirt air àm àrdachadh an stòr sruth suidse agus mearachd tomhais mòr a thoirt a-steach. Mar as trice, bidh an neach-dèanamh chip mothachaidh teothachd a’ toirt seachad an luach capacitance a thathar a’ moladh anns an duilleag dàta aca. Thoir sùil air stiùireadh dealbhaidh no moladh neach-dèanamh an capacitor mus co-dhùin thu an luach capacitance.

Figear 5. Comas cuir a-steach eadar-dhealaichte

Dìoladh Offset

Faodaidh grunn fhactaran cur ris a’ mhearachd tomhais aig an aon àm. Aig amannan, is dòcha nach bi a bhith a’ cleachdadh aon dòigh dìolaidh a’ fuasgladh na cùise gu tur. Is e dòigh eile air a’ mhearachd tomhais fhuasgladh airgead-dìolaidh a chuir an sàs.

Thoir an aire:  Tha Intel a’ moladh gun cleachd thu sliseag mothachaidh teodhachd le airgead-dìolaidh cuir a-steach. Mura h-eil a’ chip mothachaidh teothachd a’ toirt taic don fheart, faodaidh tu airgead-dìolaidh a chuir an sàs aig àm giollachd post tro loidsig àbhaisteach no bathar-bog.
Bidh airgead-dìolaidh dìoladh ag atharrachadh luach a’ chlàir chothromachadh bhon chip mothachaidh teothachd gus cuir às don mhearachd àireamhaichte. Gus am feart seo a chleachdadh, feumaidh tu teòthachd pro a dhèanamhfile sgrùdadh agus comharraich an luach co-rèiteachaidh airson a chuir an sàs.

Feumaidh tu tomhas teòthachd a chruinneachadh thairis air an raon teòthachd a tha thu ag iarraidh le roghainnean bunaiteach a’ chip mothachaidh teòthachd. Às deidh sin, dèan mion-sgrùdadh dàta mar a tha san example gus faighinn a-mach an luach co-rèiteachaidh airson a chuir an sàs. Tha Intel a’ moladh gun dèan thu deuchainn air grunn chips mothachaidh teothachd le grunn diode teòthachd iomallach gus dèanamh cinnteach gu bheil thu a’ còmhdach na h-atharrachaidhean pàirt-gu-pàirt. An uairsin, cleachd a’ chuibheasachd tomhais anns an anailis gus faighinn a-mach dè na roghainnean a bu chòir a chuir an sàs.
Faodaidh tu na puingean teodhachd a thaghadh airson deuchainn a rèir suidheachadh an t-siostaim agad.

Co-aontar 5. Factor Offset

Example 2. Cur an gnìomh Dìolaidh Offset Anns an t-seann seoample, chaidh seata de thomhas teòthachd a chruinneachadh le trì puingean teòthachd. Cuir Co-aontar 5 ris na luachan agus obraich a-mach am bàillidh dheth.

Clàr 1 . Dàta air a chruinneachadh mus cuir thu a-steach Dìolaidh Offset

Suidhich Teòthachd		Teòthachd air a thomhas
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

Cleachd puing meadhan an raoin teodhachd airson obrachadh a-mach an teodhachd air a chothromachadh. Anns an example, is e am meadhan puing an teòthachd suidhichte 50 ° C.
Teòthachd frith-bhualadh

• = Factor dheth × ( Teòthachd tomhais - Suidhich an teòthachd )
• = 0.9975 × (334.53 - 323.15 )
• = 11.35

Cuir a-steach an luach teodhachd chothromachadh agus factaran dìolaidh eile, ma tha sin a dhìth, a-steach don chip mothachaidh teòthachd agus thoir air ais an tomhas.

Clàr 2 . Dàta air a chruinneachadh às deidh a bhith a’ cur a-steach Dìolaidh Offset

Suidhich Teòthachd	Teòthachd air a thomhas	Mearachd
100°C	101.06°C	1.06°C
50°C	50.13°C	0.13°C
0°C	0.25°C	0.25°C

Fiosrachadh Co-cheangailte
Toraidhean Measaidh
A 'toirt seachad review de thoraidhean measaidh modh dìolaidh cuir an aghaidh le sliseagan mothachaidh teòthachd Maxim Integrated * agus Texas Instruments *.

Toraidhean Measaidh

Anns a’ mheasadh, chaidh na goireasan measaidh TMP31730 aig Maxim Integrated *’s MAX468 agus Texas Instruments * atharrachadh gus eadar-aghaidh a dhèanamh le diodes teòthachd iomallach grunn bhlocaichean anns an Intel FPGA.

Clàr 3 . Blocaichean measaichte agus Modalan Bùird

Bloc	Bòrd Measaidh Chip Sensing Teòthachd
	Innealan Texas 'TMP468	Maxim Integrate d's MAX31730
Intel Stratix 10 prìomh aodach	Tha	Tha
H-leacan no L-leac	Tha	Tha
E-leac	Tha	Tha
P-leac	Tha	Tha

Tha na figearan a leanas a’ sealltainn mar a chaidh bòrd Intel FPGA a stèidheachadh le bùird measaidh Maxim Integrated agus Texas Instruments.

Figear 6. Suidhich le Bòrd Measaidh Maxim Integrate d MAX31730

Figear 7. Suidhich le Bòrd Measaidh TMP468 Texas Instruments

• Feachd teirmeach - no air an làimh eile, faodaidh tu seòmar teòthachd a chleachdadh - còmhdaichte agus seuladh an FPGA agus thug e air an teòthachd a rèir a ’phuing teòthachd stèidhichte.
• Rè an deuchainn seo, dh’ fhan am FPGA ann an staid gun chumhachd gus a sheachnadh bho bhith a’ gineadh teas.
• B’ e 30 mionaid an ùine bog airson gach puing deuchainn teodhachd.
• Chleachd na roghainnean air na goireasan measaidh na roghainnean bunaiteach bhon luchd-saothrachaidh.
• Às deidh an stèidheachadh, chaidh ceumannan ann an Dìolaidh Offset air duilleag 10 a leantainn airson cruinneachadh dàta agus mion-sgrùdadh.

Luachadh le Bòrd Measaidh Chip Sensing Teòthachd MAX31730 aig Maxim Integrated

Chaidh am measadh seo a dhèanamh le ceumannan rèiteachaidh mar a chaidh a mhìneachadh ann an Dìolaidh Offset .
Chaidh an dàta a chruinneachadh ro agus às deidh a bhith a’ cur a-steach an dìoladh dìolaidh. Chaidh teòthachd eadar-dhealaichte eadar-dhealaichte a chuir an sàs ann an diofar bhlocaichean Intel FPGA leis nach urrainnear aon luach chothromachadh a chuir an sàs air a h-uile bloc. Tha na figearan a leanas a’ sealltainn nan toraidhean.

Figear 8. Dàta airson Intel Stratix 10 Core Fabric

Figear 9. Dàta airson Intel FPGA H-Tile agus L-Tile

Figear 10. Dàta airson Intel FPGA E-Tile

Figear 11. Dàta airson Intel FPGA P-Tile

Luachadh le Bòrd Measaidh Chip Sensing Teòthachd TMP468 aig Texas Instruments

Chaidh am measadh seo a dhèanamh le ceumannan rèiteachaidh mar a chaidh a mhìneachadh ann an Dìolaidh Offset .
Chaidh an dàta a chruinneachadh ro agus às deidh a bhith a’ cur a-steach an dìoladh dìolaidh. Chaidh teòthachd eadar-dhealaichte eadar-dhealaichte a chuir an sàs ann an diofar bhlocaichean Intel FPGA leis nach urrainnear aon luach chothromachadh a chuir an sàs air a h-uile bloc. Tha na figearan a leanas a’ sealltainn nan toraidhean.

Figear 12. Dàta airson Intel Stratix 10 Core Fabric

Figear 13. Dàta airson Intel FPGA H-Tile agus L-Tile

Figear 14. Dàta airson Intel FPGA E-Tile

Figear 15. Dàta airson Intel FPGA P-Tile

Co-dhùnadh

Tha mòran de luchd-saothrachaidh chips mothachaidh teothachd ann. Nuair a bhios tu a’ taghadh phàirtean, tha Intel a’ moladh gu làidir gun tagh thu a’ chip mothachaidh teothachd leis na beachdachaidhean a leanas.

1. Tagh chip le feart factar ideality rèiteachaidh.
2. Tagh sliseag aig a bheil cuir dheth sreath aghaidh.
3. Tagh chip a bheir taic do dhìoladh Beta.
4. Tagh capacitors a tha a rèir molaidhean an neach-dèanamh chip.
5. Cuir a-steach airgead-dìolaidh iomchaidh sam bith às deidh dhut pro teòthachd a dhèanamhfile sgrùdadh.

Stèidhichte air beachdachadh air buileachadh agus toraidhean measaidh, feumaidh tu a’ chip mothachaidh teothachd a bharrachadh nad dhealbhadh gus cruinneas tomhais a choileanadh.

Eachdraidh ath-sgrùdadh sgrìobhainnean airson AN 769: Intel FPGA Stiùireadh Buileachaidh Diode Sensing Teòthachd Iomallach

Tionndadh Sgrìobhainn	Atharrachaidhean
2022.04.06	Ceartaich àireamhachadh teòthachd chip mothachadh teothachd anns a’ chuspair mu mhì-chothromachadh bàillidh ideality. Ceartaich an àireamhachadh teodhachd dheth example anns a 'chuspair mu airgead-dìolaidh chothromachadh.
2021.02.09	Sgaoileadh tùsail.

Intel Corporation. Còraichean uile glèidhte. Tha Intel, suaicheantas Intel, agus comharran Intel eile nan comharran-malairt aig Intel Corporation no na fo-chompanaidhean aige. Tha Intel airidh air coileanadh a thoraidhean FPGA agus semiconductor gu mion-chomharrachadh gnàthach a rèir barantas àbhaisteach Intel, ach tha e a’ gleidheadh ​​​​na còrach atharrachaidhean a dhèanamh air toraidhean is seirbheisean sam bith aig àm sam bith gun rabhadh. Chan eil Intel a’ gabhail uallach no uallach sam bith ag èirigh bho bhith a’ cleachdadh no a’ cleachdadh fiosrachadh, toradh no seirbheis sam bith a tha air a mhìneachadh an seo ach a-mhàin mar a chaidh aontachadh gu soilleir ann an sgrìobhadh le Intel. Thathas a’ moladh do luchd-ceannach Intel an dreach as ùire de shònrachaidhean inneal fhaighinn mus cuir iad earbsa ann am fiosrachadh foillsichte sam bith agus mus cuir iad òrdughan airson toraidhean no seirbheisean.
* Faodar ainmean is suaicheantasan eile a thagradh mar sheilbh chàich.

ISO
9001:2015
Clàraichte

Sgrìobhainnean/Goireasan

intel AN 769 FPGA Diode Mothachadh Teòthachd Iomallach [pdfStiùireadh Cleachdaiche Diode mothachaidh Teòthachd Iomallach AN 769 FPGA, AN 769, Diode mothachaidh Teòthachd Iomallach FPGA, Diode mothachaidh Teòthachd Iomallach, Diode mothachaidh Teòthachd, Diode mothachaidh

Iomraidhean

• Leabhar-làimhe cleachdaiche