細品NS傳感器模擬前端電路特性

本刊記者 王 偉

美國國家半導體精密信號路徑產品部副總裁 James Ashe

一直以來，基于傳感器的系統電路的設計不僅極為耗時、復雜，而且需要針對每個系統開發專用的設計方案。從伊始的挑選傳感器、搜索并分析元器件、評估系統性能，到線路布局及電路板裝配、核實設計，直至最終的系統建模，很多工程師都要花費幾周甚至幾個月的時間才能成功開發出一款定制的模擬傳感器解決方案，這無疑成為困擾眾多工程師的一大難題。

美國國家半導體秉承“簡易設計”理念，推出兩款可配置的傳感器模擬前端(AFE)集成電路 LMP90100和LMP91000。兩款產品均采用美國國家半導體的獨創技術，并獲得多款全新設計工具的支持，令系統設計工程師可以使用各大廠商生產的各類傳感器產品完成信號路徑的設計，幫助他們將產品快速推向市場。美國國家半導體亞太區市場經理林偉山、精密信號路徑產品部副總裁James Ashe和精密系統業務部門應用工程技術經理Chuck Sins出席了產品發布會，并接受記者采訪。

卓越的性能優勢

此次美國國家半導體推出的兩款全新傳感器模擬前端芯片是可配置傳感器模擬前端電路產品系列的首兩款產品。這兩款芯片各有特點，適用于不同的傳感器系統，這些特點包括可編程的電流源、自選參考電壓以及可調整的采樣率。

LMP90100芯片是業界首款可真正連續校準背景信號并做出診斷的24位、多通道、低功耗傳感器模擬前端電路，適用于高性能收發器及變頻器系統。LMP90100可以有效消除隨著時間及溫度變化而出現的漂移，實現真正意義上的背景信號連續校準，并在不干擾被測信號的基礎上，確定偏移及增益誤差。此外，每個傳感器的信號增益、采樣率及診斷參數均可編程。它還具有浮動輸入、過載保護及靈活的輸入多路路徑選擇，且經一次采樣后就可實現穩定輸出。

LMP91000芯片是業界首款可全面配置的低功耗恒電位儀，可在傳感器與模擬/數字轉換器之間提供一個高度集成的完整信號路徑。這款可配置的模擬前端電路適用于微功耗的化學物質及氣體檢測應用。其恒電位儀電壓和輸出增益都可根據設計要求自行設置，這使得工程師可以使用同一方案探測更多的氣體種類，或者探測不同的氣體濃度。工程師也可通過I2C接口驗證傳感器性能，而內置的溫度傳感器則可提供附加輸出，以進行溫度監控。

簡易的設計工具

為了進一步簡化設計過程，美國國家半導體開發出WEBENCH?傳感器模擬前端電路設計工具(WEBENCH?Sensor AFE Designer)，幫助系統設計工程師更好地使用這兩款可配置的傳感器模擬前端電路，完成傳感器信號路徑設計。換言之，工程師可以利用這套設計工具挑選傳感器，進行設計，配置解決方案并將配置參數下載至傳感器模擬前端電路，將傳感器置入系統后即可進行仿真測試。將一個典型的傳感器應用所需要的數塊電路板及多達25顆的元器件簡化為一顆芯片。而設計時間上則從幾周甚至幾個月縮短至幾分鐘。

這款WEBENCH傳感器模擬前端電路設計工具是美國國家半導體屢獲殊榮的WEBENCH系列網絡設計工具的最新成員。它兼容多種技術規格，可以支持數百款溫度、壓力及化學傳感器。其數據庫涵蓋了Omega Engineering.、Honeywell Sensing&Control、Tempco Electric Heater及All Sensors等公司的眾多傳感器產品。

除此之外，美國國家半導體還提供了傳感器模擬前端電路開發平臺，幫助系統設計工程師迅速核實設計并進行建模測試。

據透露，繼 LMP90100和 LMP-91000之后，美國國家半導體將進一步豐富其可配置傳感器模擬前端電路產品系列，其應用將涉及包括醫療電子領域在內的多種應用領域。