基于周期调制的高能效接口电路

  本节中所讨论的高能效接口电路已经在无线传感器中获得应用,例如该传感器已经采用了片上电容感应元件。

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   在无线传感器中,由于能量供应有限,因此追求最小化能耗是至关重要的。首先,当在没有参量需要测量的时段内可以将传感器系统设置在睡眠模式以节约能量。接下来再来减小每次测量所消耗的能量。为了比较不同传感器接口电路的能效,Pe⒒刂s和Tan提出了一种优值(∏gure of Merit,FOM)的概念,这个概念通常用于模-数转换器中,量化了接口电路的能量损耗P以及相关的有效位数(Effe0屺Number of B⒒,EN0B)和每次测量所需的时间,其中Emcas是每次测量所需的能量。这一优值表达了在每次转换所需的能量的前提下传感器接口电路的能效。

   如图4.3中的电路,第一步可以通过省略前端放大器的方法来减小电路的能耗。在特殊的相对湿度(№latil/e Hu耐dity,RH)传感器应用中,上述方法是可行的,因为该传感器中片上感应元件的寄生电容值较低。进一步减小能耗的方法是重新设计传感器中调制器(电荷一周期转换器)的电路结构。为了说明这一电路结构,我们将简要讨论该调制器的基本原理(见图4.4)。