细品NS传感器模拟前端电路特性

本刊记者 王 伟

美国国家半导体精密信号路径产品部副总裁 James Ashe

一直以来，基于传感器的系统电路的设计不仅极为耗时、复杂，而且需要针对每个系统开发专用的设计方案。从伊始的挑选传感器、搜索并分析元器件、评估系统性能，到线路布局及电路板装配、核实设计，直至最终的系统建模，很多工程师都要花费几周甚至几个月的时间才能成功开发出一款定制的模拟传感器解决方案，这无疑成为困扰众多工程师的一大难题。

美国国家半导体秉承“简易设计”理念，推出两款可配置的传感器模拟前端(AFE)集成电路 LMP90100和LMP91000。两款产品均采用美国国家半导体的独创技术，并获得多款全新设计工具的支持，令系统设计工程师可以使用各大厂商生产的各类传感器产品完成信号路径的设计，帮助他们将产品快速推向市场。美国国家半导体亚太区市场经理林伟山、精密信号路径产品部副总裁James Ashe和精密系统业务部门应用工程技术经理Chuck Sins出席了产品发布会，并接受记者采访。

卓越的性能优势

此次美国国家半导体推出的两款全新传感器模拟前端芯片是可配置传感器模拟前端电路产品系列的首两款产品。这两款芯片各有特点，适用于不同的传感器系统，这些特点包括可编程的电流源、自选参考电压以及可调整的采样率。

LMP90100芯片是业界首款可真正连续校准背景信号并做出诊断的24位、多通道、低功耗传感器模拟前端电路，适用于高性能收发器及变频器系统。LMP90100可以有效消除随着时间及温度变化而出现的漂移，实现真正意义上的背景信号连续校准，并在不干扰被测信号的基础上，确定偏移及增益误差。此外，每个传感器的信号增益、采样率及诊断参数均可编程。它还具有浮动输入、过载保护及灵活的输入多路路径选择，且经一次采样后就可实现稳定输出。

LMP91000芯片是业界首款可全面配置的低功耗恒电位仪，可在传感器与模拟/数字转换器之间提供一个高度集成的完整信号路径。这款可配置的模拟前端电路适用于微功耗的化学物质及气体检测应用。其恒电位仪电压和输出增益都可根据设计要求自行设置，这使得工程师可以使用同一方案探测更多的气体种类，或者探测不同的气体浓度。工程师也可通过I2C接口验证传感器性能，而内置的温度传感器则可提供附加输出，以进行温度监控。

简易的设计工具

为了进一步简化设计过程，美国国家半导体开发出WEBENCH®传感器模拟前端电路设计工具(WEBENCH®Sensor AFE Designer)，帮助系统设计工程师更好地使用这两款可配置的传感器模拟前端电路，完成传感器信号路径设计。换言之，工程师可以利用这套设计工具挑选传感器，进行设计，配置解决方案并将配置参数下载至传感器模拟前端电路，将传感器置入系统后即可进行仿真测试。将一个典型的传感器应用所需要的数块电路板及多达25颗的元器件简化为一颗芯片。而设计时间上则从几周甚至几个月缩短至几分钟。

这款WEBENCH传感器模拟前端电路设计工具是美国国家半导体屡获殊荣的WEBENCH系列网络设计工具的最新成员。它兼容多种技术规格，可以支持数百款温度、压力及化学传感器。其数据库涵盖了Omega Engineering.、Honeywell Sensing&Control、Tempco Electric Heater及All Sensors等公司的众多传感器产品。

除此之外，美国国家半导体还提供了传感器模拟前端电路开发平台，帮助系统设计工程师迅速核实设计并进行建模测试。

据透露，继 LMP90100和 LMP-91000之后，美国国家半导体将进一步丰富其可配置传感器模拟前端电路产品系列，其应用将涉及包括医疗电子领域在内的多种应用领域。