About / Advertise
Skapar kompakta sensorsystem på rekordtid
En analog krets som kan konfigureras att passa en mängd sensorer från olika tillverkare är National Semiconductors senaste idé. Först ut är två varianter. Den ena kan matchas mot gassensorer, den andra mot sensorer som mäter temperatur och tryck. Konceptet består av tre delar. Dels de konfigurerbara analoga front-end-kretsarna, där de första två – LMP90100 och LMP91000 – rullas ut nu. Dels företagets välkända utvecklingsmiljö Webench samt en utvecklingsplattform för snabb utvärdering och prototypframtagning.
LMP90100 är ett gränssnitt för sensorer som mäter temperatur och tryck. Den innehåller en 24 bitars AD-omvandlare av sigma delta-typ med en lågbrusig programmerbar förstärkare (1x – 128x). På ingången sitter en analog differentiell multiplexer som kan konfigureras att passa en mängd sensorer exempelvis termoelement, termistorer och RTD:er (resistance temperature detectors).
En finess är också den inbyggda diagnostikenheten, som i bakgrunden hela tiden kalibrerar gain och offset i AD-omvandlaren.
– En inbyggd tillståndsmaskin hanterar kalibreringen, som sker i den digitala domänen. Vi är ensamma om att erbjuda den här typen av inbyggd diagnostik, förklarar Anita Ganti.
Även datahastigheten på utgången kan programmeras, från 1,68 Sa/s till 214,65 Sa/s. Strömförbrukningen varierar från 0,4 mA till 1,7 mA, där bland annat antal effektiva bitar hos AD-omvandlaren och samplingshastigheten avgör effektförbrukningen.
LMP91000 är i sin tur lämpad att användas tillsammans elektrokemiska sensorer för att exempelvis upptäcka giftiga gaser. Vid elektroden mäter kretsen en ström som är proportionell mot gaskoncentrationen. På utgången genererar kretsen en spänning som i sin tur är proportionell mot strömmen på ingången. Förstärkningen mellan in- och utgång sköts av en så kallad trans-impedans-förstärkare (TIA) som kan programmeras via ett I2C-gränssnitt och därmed konvertera strömmar från 5µA till 750µA.
De två nykomlingarna LMP90100 och LMP91000 är alltså de första i en rad konfigurerbara analoga kretsar för sensortillämpningar som National Semiconductor planerar att släppa. Senare i år kommer ytterligare varianter.
Allt utvecklingsarbete sker i Webench Sensor AFE Designer, som är Nationals miljö för sensorkonstruktion. Där finns i dagsläget data från flera hundra sensorer från kända sensortillverkare som exempelvis Omega och Honeywell.
– När vi i framtiden lanserar nya konfigurerbara front-end-kretsar adderar vi också nya sensorer från olika tillverkare till vår utvecklingsmiljö, säger Anita Ganti.
För utvärdering och prototypframtagning används ett utvecklingskort som bland annat inkluderar själva front-end-kretsen. Konstruktören kan ladda konfigurationsdata till kretsen, lägga till den utvalda sensorn och utvärdera sitt system.
– När man utvärderat sin konstruktion tar det sex till åtta veckor att få sina kretsar. Prover kan man däremot ofta få på några dagar, säger Anita Ganti.
