用于高温电子应用的低功耗数据采集解决方案

发布时间：2015-10-8 15:28 发布者：eechina

作者：Jeff Watson 和 Maithil Pachchigar

简介

越来越多的应用要求数据采集系统必须在极高环境温度下可靠地工作，例如井下油气钻探、航空和汽车应用等。虽然这些行业的最终应用不尽相同，但某些信号调理需求却是共同的。这些系统的主要部分要求对多个传感器进行精确数据采集，或者要求高采样速率。此外，很多这样的应用都有很严格的功率预算，因为它们采用电池供电，或者无法耐受自身电子元件发热导致的额外升温。因此，需要用到可以在温度范围内保持高精度，并且可以轻松用于各种场景的低功耗模数转换器 (ADC) 信号链。这类信号链见图1；该图描绘了一个井下钻探仪器。

虽然额定温度为175°C的商用IC数量依然较少，但近年来这一数量正在增加，尤其是诸如信号调理和数据转换等核心功能。这便促使电子工程师快速可靠地设计用于高温应用的产品，并完成过去无法实现的性能。虽然很多这类IC在温度范围内具有良好的特性化，但也仅限于该器件的功能。显然，这些元件缺少电路级信息，使其无法在现实系统中实现最佳性能。

本文中，我们提供了一个新的高温数据采集参考设计，该设计在室温至175°C温度范围内进行特征化。该电路旨在提供一个完整的数据采集电路构建块，可获取模拟传感器输入、对其进行调理，并将其特征化为SPI串行数据流。该设计功能非常丰富，可用作单通道应用，也可扩展为多通道同步采样应用。由于认识到低功耗的重要性，该ADC的功耗与采样速率成线性比例关系。该ADC还可由基准电压源直接供电，无需额外的电源轨，从而不存在功率转换相关的低效率。这款参考设计是现成的，可方便设计人员进行测试，包含全部原理图、物料清单、PCB布局图和测试软件。

下载全文：