傳感器信號路徑解決方案的在線設計工具

摘要：簡介傳感器信號路徑解決方案的在線設計工具—WEBENCH Sensor Designer

關鍵詞：傳感器；傳感器信號路徑；設計工具；WEBENCH Sensor Designer

　　現在有各種各樣的傳感器應用在不同領域。在應用傳感器，設計傳感器系統時，工程師面對完成整個設計過程中構思、仿真測試及建模等環節中的問題。信號路徑解決方案將傳感器的輸出信號放大和調整，再轉換為數字信號，直接傳送給微控制器。在傳感器信號路徑計中，高效與創新已經成為考慮OEM競爭實力的兩大因素。無懈可擊的設計方案，必然需要高效便捷的設計工具。為此，美國國家半導體推出傳感器信號路徑在線設計工具—WEBENCH Sensor Designer。

設計傳感器信號路徑須考慮的因素

　　一個典型的傳感器信號路徑示圖1，信號路徑包括放大器、DAC、電源等。

　　必須根據傳感器的動態范圍、靈敏度及阻抗設計一個適當的接口；為準確調整信號，確保適用于ADC輸入電壓范圍的ADC接口；放大器輸出與ADC的輸入必須有適當的隔離。另外對有源傳感器需提供一個適當的激發信號源。

對信號路徑中的放大器需考慮的重要參數為：

·輸入偏量電流；
·共模抑制比（CMRR）；
·電壓/電流噪聲；
·共模電壓輸入/輸出范圍；
·偏移誤差；
·頻率響應。
對信號路徑中的ADC需考慮的重要參數為；
·采樣速度；
·偏移誤差；
·增益誤差；
·積分非線性特性（INL）。

WEBENCH Sensor Designer

　　WEBENCH Sensor Designer在線設計工具為用戶提供一個全方位的解決方案，用戶可以輕易完成各環節（構思，仿真測試，確定BOM，建模）的設計。這套傳感器信號路徑的設計工具提供不同電路的性能及成本，由用戶從中作出適當的取舍；量身訂造的評估電路板（含空板和相關元件）。
WEBENCH Sensor Designer設計流程包括挑選傳感器，進行設計及模擬測試，權衡成本與性能，建模（見圖2）。

圖3示出一個具體的橋接壓力傳感器接口設計的一個網頁。

參考文獻：

1. WEBENCH Sensor Designer，National Semiconductor，2008

圖1 傳感器信號路徑

圖2 WEBENCH Sensor Designer設計流程

圖3 采用WEBENCH Sensor Designer設計橋接壓力傳感器信號路徑的一個網頁