集成ARM的混合信號如何實現智能傳感器

　　除了功耗，選擇正確的ADC并進行適當配置對于性能和尺寸而言同樣十分重要。 系統性能是ADC效果最直觀的反映。 ADC精度越高，過程變量的測量結果就越精確。 這最終會提升控制能力和性能。 對于現場儀器儀表而言，16位分辨率是較為常見的要求，Σ-Δ轉換器便能很好地滿足這種精度要求。

　　在現場儀器儀表設計中，經常會出現兩個或更多傳感器。 這類應用實例有：溫度測量和壓力測量。 這對ADC、儀表放大器和多路復用芯片設計的配置都會有影響。 集成兩個ADC，就能測量兩個過程變量。 采用多路復用可增加輸入數量。 對于溫度測量而言，可以將一個ADC與熱電偶對接，另一個ADC與電阻溫度檢測器(RTD)對接。 熱電偶的電壓輸出與兩個端點之間的溫度差成正比， 其一端參考目標(比如極高溫金屬)，另一端參考電子元件的溫度。 第二個ADC用來測量RTD，后者為電子元件提供絕對參考溫度。 利用參考溫度及其與目標之間的差異，目標溫度便能由ARM M3微控制器內核精確計算得出。

　　對于壓力測量而言，主ADC測量阻性電橋壓力傳感器。 第二個ADC測量溫度，以便用于溫度補償以及提供整個溫度范圍內的更佳精度。 靈活的多路復用允許測量靜態壓力補償值。

　　需要提供額外功能并保持尺寸與功耗預算不變的一個例子便是HART(可尋址遠程傳感器高速通道)調制解調器功能。 HART調制解調器采用數字雙向通信標準，它在標準4 mA至20 mA模擬環路上調制一個1 mA峰峰值FSK信號。 若要加入這個功能，就必須在總功耗預算中留出裕量。 前文所討論的優化在這種情況下適用。 另外，還需考慮微控制器子系統。 微控制器內核需實現該性能，同時保持能效以控制HART調制解調器并驅動環路供電型DAC，它還需執行處理測量數據、診斷和校準等任務。

　　選擇正確的元件實現芯片級集成和優化固然重要，但開發高效率集成系統還需要掌握目標市場要求與趨勢等豐富知識。 系統級目標——比如增加功能而不增加功耗水平與尺寸——要求芯片供應商與最終系統開發商之間展開密切合作。 為了便于展開這種合作，半導體供應商需對電路板級要求具有充分的理解，例如：外形尺寸、溫度范圍、制造工藝、功耗、成本以及信號鏈中的補充器件。