傳感器信號路徑解決方案的在線設(shè)計(jì)工具

摘要：簡介傳感器信號路徑解決方案的在線設(shè)計(jì)工具—WEBENCH Sensor Designer

關(guān)鍵詞：傳感器；傳感器信號路徑；設(shè)計(jì)工具；WEBENCH Sensor Designer

　　現(xiàn)在有各種各樣的傳感器應(yīng)用在不同領(lǐng)域。在應(yīng)用傳感器，設(shè)計(jì)傳感器系統(tǒng)時(shí)，工程師面對完成整個(gè)設(shè)計(jì)過程中構(gòu)思、仿真測試及建模等環(huán)節(jié)中的問題。信號路徑解決方案將傳感器的輸出信號放大和調(diào)整，再轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，直接傳送給微控制器。在傳感器信號路徑計(jì)中，高效與創(chuàng)新已經(jīng)成為考慮OEM競爭實(shí)力的兩大因素。無懈可擊的設(shè)計(jì)方案，必然需要高效便捷的設(shè)計(jì)工具。為此，美國國家半導(dǎo)體推出傳感器信號路徑在線設(shè)計(jì)工具—WEBENCH Sensor Designer。

設(shè)計(jì)傳感器信號路徑須考慮的因素

　　一個(gè)典型的傳感器信號路徑示圖1，信號路徑包括放大器、DAC、電源等。

　　必須根據(jù)傳感器的動(dòng)態(tài)范圍、靈敏度及阻抗設(shè)計(jì)一個(gè)適當(dāng)?shù)慕涌?；為?zhǔn)確調(diào)整信號，確保適用于ADC輸入電壓范圍的ADC接口；放大器輸出與ADC的輸入必須有適當(dāng)?shù)母綦x。另外對有源傳感器需提供一個(gè)適當(dāng)?shù)募ぐl(fā)信號源。

對信號路徑中的放大器需考慮的重要參數(shù)為：

·輸入偏量電流；
·共模抑制比（CMRR）；
·電壓/電流噪聲；
·共模電壓輸入/輸出范圍；
·偏移誤差；
·頻率響應(yīng)。
對信號路徑中的ADC需考慮的重要參數(shù)為；
·采樣速度；
·偏移誤差；
·增益誤差；
·積分非線性特性（INL）。

WEBENCH Sensor Designer

　　WEBENCH Sensor Designer在線設(shè)計(jì)工具為用戶提供一個(gè)全方位的解決方案，用戶可以輕易完成各環(huán)節(jié)（構(gòu)思，仿真測試，確定BOM，建模）的設(shè)計(jì)。這套傳感器信號路徑的設(shè)計(jì)工具提供不同電路的性能及成本，由用戶從中作出適當(dāng)?shù)娜∩?；量身訂造的評估電路板（含空板和相關(guān)元件）。
WEBENCH Sensor Designer設(shè)計(jì)流程包括挑選傳感器，進(jìn)行設(shè)計(jì)及模擬測試，權(quán)衡成本與性能，建模（見圖2）。

圖3示出一個(gè)具體的橋接壓力傳感器接口設(shè)計(jì)的一個(gè)網(wǎng)頁。

參考文獻(xiàn)：

1. WEBENCH Sensor Designer，National Semiconductor，2008

圖1 傳感器信號路徑

圖2 WEBENCH Sensor Designer設(shè)計(jì)流程

圖3 采用WEBENCH Sensor Designer設(shè)計(jì)橋接壓力傳感器信號路徑的一個(gè)網(wǎng)頁