Отличная линейность интегральных датчиков температуры делает их идеальными для прямой аналоговой компенсации температурных ошибок, присущих многим схемам. Например, датчик температуры с отрицательным наклоном характеристики может компенсировать увеличение тока смещения усилителя в результате повышения температуры.
Однако некоторые схемы имеют положительный температурный коэффициент в одном температурном диапазоне и отрицательный – в другом. Одним из примеров является дрейф частоты кварцевых резонаторов среза XT, которые имеют параболическую характеристику с центральной частотой, обычно указанной при 25 °C. Схема датчика температуры с двойным наклоном на Рисунке 1 объединяет один датчик температуры с отрицательным наклоном характеристики и один датчик температуры с положительным наклоном для создания V-образной зависимости выходного сигнала от температуры, который можно использовать для компенсации теплового отклика устройства с двумя температурными коэффициентами.
 |
|
| Рисунок 1. | Эта схема датчика температуры с V-образной характеристикой может помочь компенсировать дрейф частоты кварцевых резонаторов среза XT. |
Передаточную функцию датчика LM19 (IC1) при комнатной температуре можно приблизительно аппроксимировать прямой линией с помощью формулы:
 |
(1) |
где – температура в градусах Цельсия. Передаточная функция LM61 (IC2) представляет собой прямую линию, описываемую формулой:
 |
(2) |
Две линии изображены на Рисунке 2, из которого видно, что температура их пересечения TINT составляет 58.55 °C. Поскольку LM19 и LM61 практически не потребляют тока (менее 10 мкА), VOUT будет равно выходному напряжению того устройства, у которого оно выше. В результате получается V-образная выходная характеристика с минимумом в точке TINT.
 |
|
| Рисунок 2. | Выходные сигналы двух отдельных датчиков температуры накладываются друг на друга для создания общего отклика, позволяющего компенсировать как отрицательные, так и положительные температурные коэффициенты. |
Чтобы использовать это решение для компенсации схемы с двойным температурным коэффициентом, желательно, чтобы минимум V-образной кривой приходился на ту же температуру, что и максимум компенсируемой температурной характеристики. Чтобы уменьшить TINT до требуемой температуры (например, 25 °C), к LM61 через делитель напряжения R1-R2 добавляется дополнительное напряжение смещения VOS, что дает новое выражение для выходного напряжения LM61:
 |
(3) |
VOS рассчитывается путем приравнивания выражений (1) и (3) друг к другу и подстановки желаемого значения TINT вместо T. Для TINT 25 °C значение VOS равно 0.728 В. Сопротивления резисторов R1 и R2 должны быть выбраны таким образом, чтобы
 |
(4) |
Ток I1 определяется сопротивлениями R1 и R2, и его следует установить значительно бóльшим, чем ток покоя микросхемы LM61 (максимум 125 мкА), чтобы уменьшить ошибки, вызванные прохождением этого тока через резистор R2. Выбор значения I1, в 10 раз превышающего ток покоя, дает условие:
 |
(5) |
Решение двух уравнений (4) и (5) относительно двух переменных R1 и R2 дает значения R1 = 398 Ом и R2 = 582 Ом. В схеме на Рисунке 1 используются стандартные номиналы резисторов 360 Ом и 560 Ом, удовлетворяющие уравнению (5) и дающие отношение 0.636, что очень близко к значению из уравнения (4).
Наконец, резистор R3 был выбран таким образом, чтобы ток I2 находился в рабочем диапазоне источника опорного напряжения LM4041.
 |
|
| Рисунок 3. | Измеренное значение VOUT демонстрирует V-образную характеристику, используемую для аппроксимации реально параболической зависимости кварцевых резонаторов среза XT. |
На Рисунке 3 показан выходной сигнал схемы датчика температуры с V-образной характеристикой, измеренный в температурном диапазоне от –25 °C до 85 °C. Средняя ошибка во всем диапазоне температур составила 25.4 мВ (примерно 2.5 °C), а максимальная ошибка – 46.4 мВ (4.6 °C).
