美國國家半導(dǎo)體公司日前推出兩款可配置的傳感器模擬前端(AFE)集成電路，兩款產(chǎn)品采用美國國家半導(dǎo)體的獨創(chuàng)技術(shù)，并獲得多款全新設(shè)計工具的支持，令系統(tǒng)設(shè)計工程師可以使用各大廠商生產(chǎn)的各類傳感器產(chǎn)品完成信號路徑設(shè)計，將產(chǎn)品快速推向市場。
系統(tǒng)設(shè)計工程師只要采用這兩款可配置的傳感器模擬前端電路，即可利用WEBENCH?傳感器模擬前端電路設(shè)計工具(WEBENCH? Sensor AFE Designer)完成傳感器信號路徑設(shè)計。換言之，工程師可以利用這套設(shè)計工具挑選傳感器，進(jìn)行設(shè)計，配置解決方案并將配置參數(shù)下載至傳感器模擬前端電路。目前一個典型的傳感器應(yīng)用需要數(shù)塊電路板及多達(dá)25顆元器件，而采用美國國家半導(dǎo)體的方案，則只需一顆芯片即可。同樣，以往設(shè)計一個傳感器系統(tǒng)，需要幾周甚至幾個月的時間，而采用美國國家半導(dǎo)體的新產(chǎn)品和設(shè)計工具，設(shè)計時間則可縮短至幾分鐘。
美國國家半導(dǎo)體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(chǎn)品系列的頭兩款產(chǎn)品。這兩款芯片各有特點，適用于不同的傳感器系統(tǒng)。
美國國家半導(dǎo)體LMP90100芯片是一款可真正連續(xù)校準(zhǔn)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(fā)器及變頻器系統(tǒng)。美國國家半導(dǎo)體專利的背景信號校準(zhǔn)技術(shù)可以有效消除隨著時間及溫度變化而出現(xiàn)的漂移，并在不干擾被側(cè)信號的基礎(chǔ)上，確定偏移及增益誤差。LMP90100除了內(nèi)置24位的 Sigma-delta ADC外，還采用靈活的輸入(多路復(fù)用器)配置，因此可以支持任意比例的差分或單端輸入。每個傳感器的信號增益(包括1、2、4、8、16、32、64和128)、采樣率及診斷參數(shù)均可編程，該芯片還提供兩個匹配的驅(qū)動電流實現(xiàn)傳感器的驅(qū)動。LMP90100芯片的平均耗電低于平均值0.7mA，在 -40 oC至+125℃的溫度范圍內(nèi)可確保正常工作，上述特性令這款芯片理想用于溫度收發(fā)器或 4mA 至 20mA系統(tǒng)。
美國國家半導(dǎo)體LMP91000芯片是一款可全面配置的低功耗恒電位儀，可在傳感器與ADC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(xué)物質(zhì)及氣體檢測應(yīng)用，如三極單一氣體傳感器及雙端氧氣傳感器等。LMP91000芯片測量恒電位儀中的電流，其大小與測量氣體的含量成正比。通過跨阻抗放大器，LMP91000生成與這一電流成正比的輸出電壓，從而推算出氣體含量。LMP91000允許用戶通過I2C兼容接口自行設(shè)置跨阻抗增益值，因此能夠支持對含量介于0.5nA/ppm與9.5nA/ppm間的有毒氣體作出靈敏反應(yīng)。此外，LM91000的功耗極低，因此適用于電池供電系統(tǒng)以及4mA至20mA的收發(fā)器系統(tǒng)。這款芯片的恒電位儀電壓和輸出增益都可根據(jù)設(shè)計要求自行設(shè)置，這令工程師可以探測更多的氣體種類，或者探測不同的氣體濃度，并確保設(shè)備的總系統(tǒng)功耗可低至10μA(平均值)。工程師也可通過I2C接口驗證傳感器性能，而內(nèi)置的溫度傳感器則可提供附加輸出，以進(jìn)行溫度監(jiān)控。LMP91000芯片的工作電壓范圍在2.7V至5.5V之間。
WEBENCH傳感器模擬前端電路設(shè)計工具是美國國家半導(dǎo)體WEBENCH系列網(wǎng)絡(luò)設(shè)計工具的最新成員。系統(tǒng)設(shè)計工程師現(xiàn)可通過硬件接口使用離線版設(shè)計工具進(jìn)行設(shè)計和測試，從而縮短設(shè)計時間，加快建模評估。工程師還可利用離線測試系統(tǒng)將設(shè)計的配置參數(shù)下載到傳感器模擬前端電路，將傳感器置入系統(tǒng)后，即可進(jìn)行仿真測試。
