传感器数据采集是许多深度嵌入式应用的基础，并在不断发展的物联网（IoT）中发挥着核心作用。随着依赖能量收集的，基于的设计需要越来越有效的解决方案来有效和准确地处理传感器信号。在可用的替代产品中，专用的传感器信号调理IC（如ADI公司，Maxim Integrated公司和公司的产品）为传感器信号采集提供了直观的解决方案。
传感器通常会产生需要放大的小信号以提升动态信号信号范围，以及补偿，以校正传感器本身的偏移，温度和非线性响应（图1）。为了应对这些挑战，设计人员可以采用各种数字和模拟方法。
图1：集成传感器信号调理器IC将模拟信号路径与数字控制功能相结合，使用专用数字 - 模拟（DAC），支持传感器设计所需的激励，补偿和线性化（由Maxim Integrated提供）。
传感器信号处理
数字信号处理（DSP）方法为传感器数据采集提供了高度灵活的选择。采用基于DSP的方法，放大，补偿和校正都是在通过模数转换器（ADC）进行信号转换后在数字域中严格发生的。然而，通过这种方法，信号保持在有限的动态范围内，需要更昂贵，更高分辨率的A来实现所需的精度水平。此外，DSP方法将设计复杂性转移到数字系统，导致更高的内存要求和更高的软件复杂性，而物联网可以轻松支持许多深度嵌入式应用。相比之下，在模拟域中执行的信号调节实现了传感器校准和温度补偿不会产生与量化信号的数字处理相关的误差。然而，随着传感器复杂性的增加和更高的应用要求，分立式解决方例如，更复杂的传感器类型，例如桥式传感器，要求放大器能够放大差分输入电压并抑制共模输入电压。因此，使用这些类型传感器的工程师需要格外小心，以确保使用匹配的和放大器实际上，严格地在模拟域中实施信号调节传统上呈现出其自身独特的挑战，因为工程师发现自己面临寻找敏感信号链的最佳操作条件。通用集成模拟前端（AFE）IC的出现提供了一种更有效的解决方案，使设计人员能够满足各种模拟信号处理要求。传感器信号调理器IC以此概念为基础，其特性和功能专为满足与基于传感器的设计相关的独特要求而设计。
传感器信号调节器
专用传感器信号调节器将模拟信号路径与数字控制相结合偏移，增益，线性化和温度补偿的逻辑。凭借其完全模拟信号路径，这些器件不会在输出信号中引入量化噪声。同时，通过集成DAC使用数字控制微调提供了熟悉的数字技术的灵活性和精确性。由于制造商将这种广泛的功能集成到单个器件中，传感器系统设计人员避免了传统上与优化和调谐敏感模拟信号链相关的问题。
传感器信号调理器IC通常集成了传感器激励电路，多路，ADC，可编程增益放大器（PGA） ），，控制逻辑和数字。对于线性化和温度补偿，此类设备根据从片上存储器或外部EEPROM中保存的查找表中提取的值调整输出。通过内置温度补偿和传感器输出线性化的完整信号链，这些器件为基于传感器的设计提供了近乎可靠的解决方案。例如，德州仪器PGA309模拟信号调理器设计用于用于力传感应用的桥式传感器，集成了适应这些复杂传感器所需的全套电路块（图2）。 PGA309包括一个用于传感器激励和线性化的专用电路块。该模块围绕专用数模转换器（DAC）构建，可对进行调整，并将其与PGA309输出的一部分相加，以补偿许多传感器在其施加的压力范围内呈现的正或负弓形非线性。
