美國國家半導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25顆元器件，而采用美國國家半導體的方案，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)。
美國國家半導體LMP90100芯片是一款可真正連續(xù)校準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)。美國國家半導體專利的背景信號校準技術(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，即可進行仿真測試。
