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在物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴設備當紅的今天，傳感器的作用比以往任何時(shí)候都突出。傳感器是連接現實(shí)的模擬世界和運算單元的數字世界之間的橋梁。常言說(shuō)：垃圾進(jìn)，垃圾出（garbage in, garbage out）。傳感器提供的信號質(zhì)量決定了整個(gè)系統的可靠性和精準度。 然而，傳感器輸出的信號一般并不直接可用，它需要一個(gè)重要伙伴：信號調節（或調理）器。信號調節是通過(guò)放大、濾波、補償等操作把傳感器輸出的信號提煉優(yōu)化，可以大幅提升系統的總體性能和精度。TI公司新近推出的壓力傳感器信號調節器PGA900非常典型。 PGA900的重要作用是處理非線(xiàn)性的壓力傳感器的輸出信號，將其調理后再供給外部的控制電路。如圖1所示，PGA900含有兩個(gè)ADC，其中一個(gè)用于采集壓力信號，另一個(gè)采集溫度信號，然后進(jìn)行溫度補償以消除由溫度導致的非線(xiàn)性，最終輸出一個(gè)完好的線(xiàn)性信號。 
圖1：壓力傳感器的溫度補償信號調節原理 德州儀器中國區模擬業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理朱文斌介紹說(shuō)，PGA900是業(yè)內分辨率最高的壓力傳感器信號調節器，可實(shí)現快速、高精度的溫度補償。其內部的兩個(gè)ADC為24位，DAC為14位，可在-40°至150°的范圍內實(shí)現高精度測量。PGA900的另一個(gè)特點(diǎn)是內置了ARM Cortex-M0 內核，使得開(kāi)發(fā)人員能夠使用專(zhuān)有的溫度和非線(xiàn)性補償算法設計與眾不同的最終產(chǎn)品。這個(gè)單芯片解決方案還集成了電源管理功能和多個(gè)輸出接口，如SPI、I2C、UART及單線(xiàn)制接口。朱文斌說(shuō)，PGA900可應用于所有的惠斯通電橋的壓力傳感器，特別是嚴苛環(huán)境下的工業(yè)應用。
圖2：PGA900內部框圖 朱文斌介紹說(shuō)，壓力傳感器可采用多種材料，如硅、陶瓷和合金，其精度、工作溫度范圍和耐腐蝕等特性有所差異，當然價(jià)格也相差很多。采用這個(gè)高分辨率的PGA900信號調節器，即使是低成本的硅壓力傳感器也能實(shí)現千分之一或萬(wàn)分之一的低誤差。 那么，有了這樣一款高大上的信號調節器，是不是我們就可以任性地選擇傳感器了呢？顯然不是。在工業(yè)、汽車(chē)、航空等環(huán)境下，器件的耐高溫、抗腐蝕、抗輻射等特性是必需的，所以還有根據具體應用來(lái)選擇合適的傳感器。另外，在誤差精度要求不高但價(jià)格敏感的應用中，選用PGA900也許太過(guò)奢侈。好馬才配得上好鞍。 |
