至少对于上述集成式温度、风速和磁性的集成传感器的设计来说,以标准CMOS工艺设计“透明”接口电路是可行的。与电子电路相比,大部分传感器的运行速度很慢,这就意味着典型的电路非理想状态(如偏置、增益误差和1〃噪声)的影响可以减小到可忽略的等级,其具体方法主要通过例如自动调零、斩波、DEM、开关电容滤波以及⒍gma~delta调制等动态误差修正技术。

M54522P

   例如,利用自动调零和斩波的多种组合,当输人信号电压为几伏时,可以实现放大器的参考输入偏置小于100nⅤ,其符合zb⒒直流动态范围。另外,通过DEM方法,电流和电压之比,即增益系数可以精确定义到100×10f以上。基于⒍gma-delta调制器的模-数转换器可以用来灵活地平衡带宽分辨率,其能够在几十赫兹带宽的条件下获得”⒒的信号分辨率c还需提到的一点是、采样滤波器中频率响应的缺口(nc,tch∞)可以用来完全抑制由斩波和DElI产生的残余

交流成分。

   有了这些精度,我们可以用来做些什么呢?可以基于这些传感机制开发出新颖的传感器,来检测那些极其微小、甚至是以前无法探测出来的信号。其中过一个实例就是基于明确的体硅热扩散率的温度传感器开发,其能够检测到传感器芯片上热脉冲扩散引起的很小的温度变化L39]c在现有的智能传感中,精度可以与其他性能标准进行折中,如芯片面积和功耗。例如,由于DEM减轻了组件不匹配的影响,所以可以容忍较大的初始失配,这意味着可以使用较小的组件。类似地,由于斩波抑制1〃噪声,所以在较低的功耗下可以获得所需的信噪比。

  智能传感器系统的设计需要面临相关的工程挑战,即采用精度和成本较低的器件设计出高精度、高可靠性的传感器系统。基于多种多样的感测原理,各种封装方法和电路技术可以被用来实现上述的传感器系统。以上所述的动态传感器技术已经在解决上述挑战中展现了它的巨大价值,并将毫无疑问地被我们不断利用,以期能更进一步地掌握智能传感器系统设计的精髓。