摘要：本文闡述了儀表放大器(IA)在傳感器應(yīng)用中的使用，重點(diǎn)討論了系統(tǒng)設(shè)計(jì)所面臨的挑戰(zhàn)以及實(shí)施方案選擇，介紹了一種新的集成電路IA架構(gòu)，并列舉了一些典型應(yīng)用，例如：比例橋、低端電流檢測(cè)等。

　　傳感器測(cè)量通常是將感興趣的物理量轉(zhuǎn)換成電子電路參數(shù)，如電阻和電容，然后再用橋電路對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行讀取。橋電路產(chǎn)生與溫度、電源電壓成比例的輸出電壓或電流信號(hào)，從而使測(cè)量系統(tǒng)針對(duì)這些因素的變化進(jìn)行補(bǔ)償。常用的傳感器包括：

　　用于溫度檢測(cè)的熱敏電阻

　　用于壓力檢測(cè)的電阻/電容應(yīng)變儀

　　用于方向/位置檢測(cè)的磁阻傳感器

　　可以直接產(chǎn)生信號(hào)電壓或電流的傳感器不需要用橋電路轉(zhuǎn)換物理參數(shù)。這種傳感器有： 熱電偶、基于ECG 的醫(yī)療儀器以及電源監(jiān)測(cè)電路中測(cè)量檢流電阻的電壓等。

　　目前的傳感器應(yīng)用范圍非常廣泛，從消費(fèi)類(lèi)電子(溫度計(jì)、壓力計(jì)、GPS 系統(tǒng)等)到汽車(chē) 電子(燃油傳感器、碰撞傳感器、剎車(chē)線(xiàn)路傳感器和車(chē)窗防夾控制等)、 工業(yè)和醫(yī)療儀 器(閥位檢測(cè)、基于溫度的系統(tǒng)校準(zhǔn)和報(bào)警、ECG 等)。這些工作環(huán)境充滿(mǎn)了EMI 噪聲、 電源諧波、地環(huán)路電流和ESD 脈沖，而待提取的目標(biāo)信 號(hào)卻相對(duì)很小。因此，模擬傳 感器接口變得非常復(fù)雜，必須在抑制這些環(huán)境干擾的同時(shí)保持規(guī)格要求。為確保產(chǎn) 品成功地投放市場(chǎng)，傳感器必須具有低成本、小 尺寸以及低電流(針對(duì)電池供電的測(cè)量 設(shè)備)特性。

　　是否放大信號(hào)

　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員喜歡將模擬鏈路保持得盡可能短，希望以此提高信號(hào)對(duì)外部噪聲的抗干擾 能力(數(shù)字電路通常對(duì)噪聲不敏感)。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，較長(zhǎng)的模擬鏈路要求后續(xù) 電路使用 特定的信號(hào)處理。例如電路提供差分增益，但沒(méi)有共模抑制；另電路提供共模 抑制，但沒(méi)有差分增益。雙電源和高壓擺幅有助于降低對(duì)模擬電路的 信噪比要求。較 短的模擬鏈路以及對(duì)單電源供電、低電壓模擬擺幅的要求迫使人們開(kāi)發(fā)創(chuàng)新的架構(gòu)，應(yīng) 對(duì)這些設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。

　　在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)之初就要考慮ADC 和傳感器之間是否可以直接連接。這種直接連接在某些 應(yīng)用場(chǎng)合具有很大優(yōu)勢(shì)。有些應(yīng)用中，這種直接連接能夠節(jié)省空間和功耗。例如，高阻比例橋可以采用內(nèi)置基準(zhǔn)的ADC，從而省去外部基準(zhǔn)。

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