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在物聯網和可穿戴設備當紅的今天，傳感器的作用比以往任何時候都突出。傳感器是連接現實的模擬世界和運算單元的數字世界之間的橋梁。常言說：垃圾進，垃圾出（garbage in, garbage out）。傳感器提供的信號質量決定了整個系統的可靠性和精準度。 然而，傳感器輸出的信號一般并不直接可用，它需要一個重要伙伴：信號調節（或調理）器。信號調節是通過放大、濾波、補償等操作把傳感器輸出的信號提煉優化，可以大幅提升系統的總體性能和精度。TI公司新近推出的壓力傳感器信號調節器PGA900非常典型。 PGA900的重要作用是處理非線性的壓力傳感器的輸出信號，將其調理后再供給外部的控制電路。如圖1所示，PGA900含有兩個ADC，其中一個用于采集壓力信號，另一個采集溫度信號，然后進行溫度補償以消除由溫度導致的非線性，最終輸出一個完好的線性信號。 
圖1：壓力傳感器的溫度補償信號調節原理 德州儀器中國區模擬業務拓展經理朱文斌介紹說，PGA900是業內分辨率最高的壓力傳感器信號調節器，可實現快速、高精度的溫度補償。其內部的兩個ADC為24位，DAC為14位，可在-40°至150°的范圍內實現高精度測量。PGA900的另一個特點是內置了ARM Cortex-M0 內核，使得開發人員能夠使用專有的溫度和非線性補償算法設計與眾不同的最終產品。這個單芯片解決方案還集成了電源管理功能和多個輸出接口，如SPI、I2C、UART及單線制接口。朱文斌說，PGA900可應用于所有的惠斯通電橋的壓力傳感器，特別是嚴苛環境下的工業應用。
圖2：PGA900內部框圖 朱文斌介紹說，壓力傳感器可采用多種材料，如硅、陶瓷和合金，其精度、工作溫度范圍和耐腐蝕等特性有所差異，當然價格也相差很多。采用這個高分辨率的PGA900信號調節器，即使是低成本的硅壓力傳感器也能實現千分之一或萬分之一的低誤差。 那么，有了這樣一款高大上的信號調節器，是不是我們就可以任性地選擇傳感器了呢？顯然不是。在工業、汽車、航空等環境下，器件的耐高溫、抗腐蝕、抗輻射等特性是必需的，所以還有根據具體應用來選擇合適的傳感器。另外，在誤差精度要求不高但價格敏感的應用中，選用PGA900也許太過奢侈。好馬才配得上好鞍。 |
