美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體可配置傳感器模擬前端電路簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)流程，縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。WEBENCH傳感器模擬前端電路設(shè)計(jì)工具有助于系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師現(xiàn)通過(guò)硬件接口使用離線版設(shè)計(jì)工具進(jìn)行設(shè)計(jì)和測(cè)試，從而縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，加快建模評(píng)估。

目前傳感器系統(tǒng)已被廣泛用于各個(gè)主要行業(yè)，如臨界監(jiān)控系統(tǒng)，這類監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的體積越趨小巧，且要求更少的耗電量及更高的可靠性。美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司推出的兩款可配置的傳感器模擬前端（AFE）集成電路，采用該公司的獨(dú)創(chuàng)技術(shù)，并獲得多款全新設(shè)計(jì)工具的支持，令系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(hào)路徑設(shè)計(jì)，將產(chǎn)品快速推向市場(chǎng)。

美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體精密信號(hào)路徑產(chǎn)品部副總裁James Ashe和亞太區(qū)市場(chǎng)經(jīng)理林偉山介紹了兩款產(chǎn)品的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。James Ashe表示：“基于傳感器的系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)不僅耗時(shí)且極為復(fù)雜，還需要針對(duì)每個(gè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)專用的設(shè)計(jì)。目前為止，很多工程師都要花費(fèi)幾星期甚至幾個(gè)月的時(shí)間才能成功開(kāi)發(fā)出一款定制的模擬傳感器解決方案，但現(xiàn)在美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體可以幫助他們以更快的速度將產(chǎn)品推向市場(chǎng)。”

James Ashe

林偉山介紹說(shuō)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)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WEBENCHÒ傳感器模擬前端電路設(shè)計(jì)工具（WEBENCHÒ Sensor AFE Designer）完成傳感器信號(hào)路徑設(shè)計(jì)。換言之，工程師可以利用這套設(shè)計(jì)工具挑選傳感器，進(jìn)行設(shè)計(jì)，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(gè)典型的傳感器應(yīng)用需要數(shù)塊電路板及多達(dá)25顆元器件，而采用美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體的方案，則只需一顆芯片即可。同樣，以往設(shè)計(jì)一個(gè)傳感器系統(tǒng)，需要幾周甚至幾個(gè)月的時(shí)間，而采用美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體的新產(chǎn)品和設(shè)計(jì)工具，設(shè)計(jì)時(shí)間則可縮短至幾分鐘。

林偉山

美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)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(diǎn)，適用于不同的傳感器系統(tǒng)，這些特點(diǎn)包括可編程的電流源、自選參考電壓以及可調(diào)整的采樣率。LMP91000芯片是業(yè)界首款可全面配置的低功耗恒電位儀，可在傳感器與模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）間提供一個(gè)高度集成的完整信號(hào)路徑。LMP90100芯片則是業(yè)界首款可真正連續(xù)校準(zhǔn)背景信號(hào)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(guó)國(guó)家半導(dǎo)體WEBENCH傳感器模擬前端電路設(shè)計(jì)工具兼容多種技術(shù)規(guī)格，可以支持?jǐn)?shù)百款溫度、壓力及化學(xué)傳感器。其數(shù)據(jù)庫(kù)涵蓋了 Omega Engineering.、Honeywell Sensing & Control、Tempco Electric Heater及All Sensors  等公司的眾多傳感器產(chǎn)品。

LMP90100芯片技術(shù)規(guī)格

美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體LMP90100芯片是業(yè)界首款可真正連續(xù)校準(zhǔn)背景信號(hào)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(guó)國(guó)家半導(dǎo)體專利的背景信號(hào)校準(zhǔn)技術(shù)可以有效消除隨著時(shí)間及溫度變化而出現(xiàn)的漂移，并在不干擾被側(cè)信號(hào)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(gè)傳感器的信號(hào)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(gè)匹配的驅(qū)動(dòng)電流實(shí)現(xiàn)傳感器的驅(qū)動(dòng)。LMP90100芯片的平均耗電低于平均值0.7mA，在 -40℃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)。

LMP90100應(yīng)用框圖：壓力傳感器及熱電阻溫度傳感器

LMP91000芯片技術(shù)規(guī)格

美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體LMP91000芯片是業(yè)界首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(gè)高度集成的完整信號(hào)路徑。這款可配置的模擬前端電路適用于微功耗的化學(xué)物質(zhì)及氣體檢測(cè)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(cè)量恒電位儀中的電流，其大小與測(cè)量氣體的含量成正比。通過(guò)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(guò)I²C兼容接口自行設(shè)置跨阻抗增益值，因此能夠支持對(duì)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(jì)要求自行設(shè)置，這令工程師可以探測(cè)更多的氣體種類，或者探測(cè)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(guò)I²C接口驗(yàn)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(jìn)行溫度監(jiān)控。LMP91000芯片的工作電壓范圍在2.7V至5.5V之間。

QLMP91000應(yīng)用框圖：有毒氣體傳感器

美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體LMP90100芯片采用28引腳TSSOP封裝，采購(gòu)以1,000顆為單位，單顆售價(jià)為4.95美元，現(xiàn)已批量供貨。LMP91000芯片采用14引腳LLP封裝，采購(gòu)以1,000顆為單位，單顆售價(jià)為3.95美元，同樣已經(jīng)批量供貨。目前美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體正面向更高速率、更高性能的傳感器系統(tǒng)開(kāi)發(fā)多款傳感器模擬前端電路，該公司也計(jì)劃進(jìn)軍醫(yī)療設(shè)備等產(chǎn)品市場(chǎng)，預(yù)計(jì)這些新產(chǎn)品將于明年推出。如欲進(jìn)一步查詢有關(guān)美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體傳感器模擬前端電路產(chǎn)品、WEBENCH傳感器模擬前端電路設(shè)計(jì)工具以及其他技術(shù)支持工具的資料，可瀏覽網(wǎng)頁(yè)http://www.national.com/sensorAFE。

WEBENCH傳感器模擬前端電路設(shè)計(jì)工具

WEBENCH傳感器模擬前端電路設(shè)計(jì)工具是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體屢獲殊榮的WEBENCH系列網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)工具的較新成員。系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師現(xiàn)可通過(guò)硬件接口使用離線版設(shè)計(jì)工具進(jìn)行設(shè)計(jì)和測(cè)試，從而縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，加快建模評(píng)估。工程師還可利用離線測(cè)試系統(tǒng)將設(shè)計(jì)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(jìn)行仿真測(cè)試。美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體已將整個(gè)操作過(guò)程制成視頻，如欲觀看可瀏覽網(wǎng)頁(yè) http://bit.ly/AFEvideo 。

如欲查詢進(jìn)一步的資料或訂購(gòu)相關(guān)樣品及評(píng)估電路板，可瀏覽網(wǎng)頁(yè)http://bit.ly/LMP90100。如欲查詢進(jìn)一步的資料或訂購(gòu)相關(guān)樣品及評(píng)估電路板，可瀏覽網(wǎng)頁(yè)http://bit.ly/LMP91000。

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