信號調理芯片在傳感器的應用
傳感器作為一種檢測裝置,,可以感知外界信息并進行轉化,,使之以可利用的信號形式存在。
傳感器通常由敏感元件和轉換元件組成,,能夠感受被測量的信息,,并能將感受到的信息,,按一定規(guī)律轉換為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸,、處理,、存儲、顯示,、記錄和控制等要求,。
傳感器的分類方法有很多:
● 按工作原理分類:有電阻式、電容式,、霍爾式等,;
● 按輸出量分類:有模擬式、數(shù)字式傳感器,;
● 按能量關系分類:有能量轉換型,、能量控制型傳感器等;
● ……
傳感器的輸出信號一般比較弱,,抗干擾能力低,,信號不能遠傳,并且由于制造工藝的偏差和溫度影響,,很難保證傳感器輸出標準信號,。除此之外傳感器存在非線性誤差、靈敏度漂移,、零點漂移等問題,,直接使用會影響測量精度。
所以傳感器的信號就需要進行調理和補償,,這就會用到信號調理芯片,。
我們一般把傳感器和信號調理芯片的組合稱為變送器。
變送器含有“變”和“送”之意,。所謂“變”,是指將各種從傳感器采集到的物理量,,轉變?yōu)橐环N電信號,;所謂“送”,是指將各種已轉變的電信號,,為了方便接收和傳送,,又一次通過線路將電信號統(tǒng)一化。這種“變”+“送”,,就組成了現(xiàn)在最常用的變送器,。
ASIC:即專用信號調理芯片,是指應特定要求和特定電子系統(tǒng)的需要而設計,、制造的集成電路,。ASIC在批量生產(chǎn)時與通用集成電路相比,,具有體積更小、功耗更低,、可靠性提高,、性能提高、成本降低等優(yōu)點,。
ASIC專門針對某一種類傳感器設計,,例如陶瓷壓容、砷化鎵霍爾,、MEMS壓阻式,、壓容式氣壓高度計、濕度傳感器等等,。它是傳感器的關鍵信號處理元件,,可以把傳感器的小信號放大成為標準信號,再經(jīng)過加工處理,,就是變送器的標準輸出信號,。
汽車傳感器的前端敏感元件通常將測量的壓力、位置,、角度,、距離、加速度等信息轉化為電信號,,由ASIC對其進行放大,、轉換、校準等操作后,,向汽車電子控制器輸出準確的信號,。
汽車傳感器最初用于發(fā)動機中,隨著汽車性能的提升,,傳感器的應用更加廣泛,,現(xiàn)在已拓展到安全系統(tǒng)、舒適系統(tǒng)等多個方面,,種類和數(shù)量均不斷增加,。
汽車上的電磁環(huán)境比較復雜,車規(guī)級的電子元件對環(huán)境要求,、抗振動沖擊,、可靠性和一致性等方面要求嚴格,必須采用更先進的技術和更苛刻的測試程序,,因此車規(guī)級認證技術難度較大,,成功通過AEC-Q系列汽車電子元器件認證,是產(chǎn)品質量與可靠性的保證。
汽車的空間有限,,所用傳感器一般都比較小,,因此汽車級的調理芯片集成度都比較高;汽車傳感器用量大,,對成本要求高,,需要信號調理芯片有極高的性價比并且能適用于自動化傳感器生產(chǎn);一部分車載應用,,例如共軌,、摩托車電噴等對傳感器的上電速度和響應速度要求比較高。
JHM110X:適合于汽車壓力傳感器應用,,性價比高,,外部電路簡單,通過AEC-Q100 Grade 0測試,;
JHM150X:適合于汽車壓力傳感器應用,,先進的設計,內部集成電源正反向防護,、輸出短路防護,;
JHM2102:適合于汽車壓力傳感器應用,主要配合陶瓷電容芯體使用,,寬溫度范圍,,兩個壓力點校準即可滿足全溫區(qū)精度需求,通過AEC-Q100 Grade 0測試,;
JHM9000:適用于GaAs砷化鎵霍爾傳感器,,和砷化鎵霍爾完美配合,合封成線性霍爾傳感器(JHM3901),。
顧名思義此類芯片的主要特點是,,高分辨率,低功耗,,高精度,,小尺寸,低成本,。
這類芯片適用于手持儀表,,消費類電子和工業(yè)應用。
JHM1203:低功耗,,低成本,,高分辨率,,高可靠性,;
JHM140X:低功耗,低成本,高分辨率,,內置FIFO,,具有CYC工作模式,帶回差功能,;
JHM2000:低功耗,,低成本,高分辨率,,內置FIFO,,帶外部中斷;
JHM2031:專為電容氣壓計和溫濕度計設計,,低成本,。