传感器信号路径解决方案的在线设计工具

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　　现在有各种各样的传感器应用在不同领域。在应用传感器，设计传感器系统时，工程师面对完成整个设计过程中构思、仿真测试及建模等环节中的问题。信号路径解决方案将传感器的输出信号放大和调整，再转换为数字信号，直接传送给微控制器。在传感器信号路径计中，高效与创新已经成为考虑OEM竞争实力的两大因素。无懈可击的设计方案，必然需要高效便捷的设计工具。为此，美国国家半导体推出传感器信号路径在线设计工具—WEBENCH Sensor Designer。

　　设计传感器信号路径须考虑的因素

　　一个典型的传感器信号路径示图1，信号路径包括放大器、DAC、电源等。

图1 传感器信号路径

　　必须根据传感器的动态范围、灵敏度及阻抗设计一个适当的接口；为准确调整信号，确保适用于ADC输入电压范围的ADC接口；放大器输出与ADC的输入必须有适当的隔离。另外对有源传感器需提供一个适当的激发信号源。

　　对信号路径中的放大器需考虑的重要参数为：

　　·输入偏量电流；
　　·共模抑制比（CMRR）；
　　·电压/电流噪声；
　　·共模电压输入/输出范围；
　　·偏移误差；
　　·频率响应。
　　对信号路径中的ADC需考虑的重要参数为；
　　·采样速度；
　　·偏移误差；
　　·增益误差；
　　·积分非线性特性（INL）。

　　WEBENCH Sensor Designer

　　WEBENCH Sensor Designer在线设计工具为用户提供一个全方位的解决方案，用户可以轻易完成各环节（构思，仿真测试，确定BOM，建模）的设计。这套传感器信号路径的设计工具提供不同电路的性能及成本，由用户从中作出适当的取舍；量身订造的评估电路板（含空板和相关元件）。
WEBENCH Sensor Designer设计流程包括挑选传感器，进行设计及模拟测试，权衡成本与性能，建模（见图2）。

图2 WEBENCH Sensor Designer设计流程

　　图3示出一个具体的桥接压力传感器接口设计的一个网页

图3 采用WEBENCH Sensor Designer设计桥接压力传感器信号路径的一个网页