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| Content | 1Vol.25 No.1 TECHNICAL ANALYSIS 现在，在车载设备，移动设备，机 器人，游戏机，工业设备等各种领域，用 于测量加速度和压力等的传感器市场正在 不断扩大，年增长率甚至超过10％。特 别是由于采用了MEMS*1等技术，传感器 被不断小型化，这对传感器微小物理量 信号进行线性变换和放大的模拟电子技 术以及对由于制造上的差异、温度变化 而引起的零位偏差及灵敏度变化的补偿 有了更高的要求。采用运算放大器对传 感器的信号进行变换和放大虽已成为常 识，但由于传感器的灵敏度及零位有偏 差时需用外置零部件来进行调整，这就 造成了调整工序的增加。另外，为了对 温度特性变动进行补正，还需另外增加 外置零部件。 针对上述情况，富士通开发并向市 场推出了可以实现用最少的外置零部件， 来既容易又高精度地对微小信号进行变 换、放大及补偿的传感器信号调节用IC 。 传感器的基本结构如图1所示。 传感器对外界各种各样的模拟信号 的变化，比如压力、速度、加速度和角速 度等的位移，以及气味、光、电磁波的变 化等进行扑捉。传感器信号调节用IC对 这些传感器接收到的微小信号进行变换、 放大，使其成为CPU等能处理的电信号。 上述模拟信号被转换成CPU能处理的电 信号后，能被用在诸如反馈控制等的各 种控制系统里，并对物理量的变化进行最 合适的处理。 传感器信号调节用IC包括有如图1 所示的检出电路，驱动电路，调整(补偿) 电路，温度传感器等的模拟电路。最近， 随着组件成品率的提高和高精度的需求， 用静态存储器来记忆传感器补偿参数的 产品也在不断增加。 根据传感器的类型的不同，用来表 示模拟物理量变化的信号也不同。 表1是传感器输出信号的示例。传 感器以诸如静电容量，电阻(电压的变 化)或是电荷变化的形式输出物理量变 化，对于接受这些物理量变化的传感器 信号调节用IC来说，其信号变换技术必 须适应各种传感器类型。 富士通开发提供的传感器信号调节 用IC是把接收到的代表加速度和压力等 物理量变化的电压(电阻变化)或是静 电容量的变化以电压形式输出。 对于传感器来说，由于制造上的差 异以及因温度变化而产生的特性的变动， 都需要用补偿电路来作补偿。下面，我 们将概略地为大家介绍关于补偿方面的 一些关键技术。 电容变化量的检出 从传感器输出的代表加速度和压力 传感器 输入 根据不同传感器而 采用不同的电路类型输出 传感器调整IC 检查电路 加速度 压力 电磁 角速度 等 驱动 电路 调整(补偿)电路 温度传感器基准电压 CPU 静态存储 表1 传感器的种类和输出信号图像1 传感器的基本结构 电容量 C-V转换电路 输出϶1V表示϶30fF的电容变化量 电压 输出϶1mV的电压变化量 电压放大器 (电阻变化) 输出϶1V表示϶1mV的电压变化量 充电式放大器 输出϶1V表示϶0.5pC的电荷变化量 传感器调节IC采样电路 静电电容型输出϶30fF的电容变化量 压电型 输出信号传感器类型从物理量变化到传感器芯 片产生的输出信号(例) 桥式电阻型 电荷输出϶0.5pC的电荷变化量 |
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