Neue Produkte vom 01/25/2011

Sensor-AFEs LMP91000 und LMP90100

Vereinfachtes Design von Sensorsystemen

Unter der Bezeichnung LMP91000 und LMP90100 stellt National Semiconductor zwei konfigurierbare Sensor Analog Front End-ICs (AFE) mit einer neuartigen Technologie vor. Die Bausteine werden mit neuen Tools kombiniert und ermöglichen ein sehr schnelles Design von Signalpfaden für eine Vielzahl von Sensoren von Anbietern aus aller Welt. Die konfigurierbaren Sensor-AFE-ICs und das Tool WEBENCH Sensor AFE Designer ermöglichen es den Entwicklern, einen Sensor auszuwählen, die Lösung zu entwerfen und zu konfigurieren und die Konfigurationsdaten an das Sensor-AFE herunterzuladen. Eine typische Sensor-Applikation, die zurzeit noch bis zu 25 Bauelemente erfordern kann, reduziert sich damit auf ein einziges IC. Waren bisher Wochen oder gar Monate für das Design eines Sensorsystems zu veranschlagen, verringert sich dieser Zeitaufwand mit den neuen Produkten und Tools auf Minuten. Sensorsysteme werden heute in allen wichtigen Industriezweigen für kritische Überwachungs- und Steuerungs-Aufgaben eingesetzt. Die Systeme werden immer kompakter, dürfen immer weniger Strom aufnehmen und müssen immer höheren Zuverlässigkeitsansprüchen genügen. Als erste Bausteine der neuen Produktfamilie werden zwei konfigurierbare Produkte vorgestellt, die jeweils für eine bestimmte Sensor-Applikation ausgelegt sind und verschiedenste Ausstattungsmerkmale mitbringen, wie zum Beispiel programmierbare Stromquellen, Spannungsreferenz-Optionen und einstellbare Abtastraten und Verstärkungen.

Der LMP90100 ist das erste mehrkanalige, stromsparende 24-Bit-Sensor-AFE der Industrie mit wirklich kontinuierlicher Hintergrund-Kalibrierung und Diagnosefunktionen für leistungsfähige Geber- und Messwertaufnehmer- Applikationen im Bereich der Temperatur- und langsamer Druckmessung. Die patentierte kontinuierliche Hintergrund-Kalibrierung von National eliminiert effektiv Offset- und Verstärkungsfehler über Zeit und Temperatur. Offset- und Verstärkungsfehler werden ohne Beeinträchtigung des zu messenden Signals ermittelt. Der LMP90100 enthält einen 24-Bit-Sigma-Delta-ADC mit flexiblem Eingangsmultiplexer- für den Anschluss an beliebige Kombinationen von differenziellen oder Single-Ended-Eingängen. Signalverstärkung (1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 und 128), Abtastrate und Sensor-Diagnose können individuell für jeden Sensor programmiert werden. Außerdem stehen zur Ansteuerung der Sensoren zwei aufeinander abgestimmte Stromquellen zur Verfügung. Der LMP90100 ist für den gesamten Temperaturbereich von -40 °C bis +125 °C spezifiziert. Da er im Durchschnitt weniger als 0,7 mA aufnimmt, eignet er sich ideal für Temperaturgeber in 4- bis 20-mA-Applikationen.

Der LMP91000 ist laut Hersteller der industrieweit erste vollständig konfigurierbare Potentiostat mit geringer Leistungsaufnahme, der eine komplette, integrierte Signalpfad-Lösung zwischen Sensor und A/D-Wandler (ADC) implementiert. Das programmierbare AFE eignet sich für den Einsatz in Micropower-Chemikalien- und Gassensor-Applikationen. Der LMP91000 misst den Strom in einem Potentiostat, der proportional zur Gaskonzentration ist. Mit Hilfe eines Transimpedanz-Verstärkers erzeugt er eine Ausgangsspannung proportional zum Zellenstrom. Die Transimpedanz-Verstärkung kann vom Anwender über ein I2C-kompatibles Interface programmiert werden, sodass der Baustein Giftgasempfindlichkeiten von 0,5 nA/ppm bis 9,5 nA/ppm unterstützt. Dank seiner geringen Leistungsaufnahme eignet er sich optimal für batteriebetriebene Systeme sowie für 4- bis 20-mA-Geber. Dank seiner On-Board-Programmierbarkeit lassen sich Zellenspannung und Ausgangsverstärkung vom Anwender wählen. Beides erlaubt den Einsatz mit einem breiten Spektrum von Gasen und Gaskonzentrationen, wobei die Gesamt-Stromaufnahme des Bausteins durchschnittlich nur 10 μA beträgt. Das I2C-Interface ermöglicht dem Anwender die Überprüfung der Sensor-Leistung, und ein eingebauter Temperatursensor stellt ein zusätzliches Ausgangssignal zur Überwachung der Temperatur zur Verfügung. Der LMP91000 kann mit Spannungen von 2,7 V bis 5,5 V betrieben werden.

Der neue WEBENCH Sensor AFE Designer ergänzt das Angebot an WEBENCH-Online-Designtools. Angeboten wird außerdem ein Bench-top-Evaluierungs-Tool, das mit einem Hardware-Interface ausgestattet ist, um die Entwicklungszeit zu minimieren und die Prototyp-Evaluierung zu erleichtern. Mit diesem System kann der Anwender Konfigurationsdaten aus seinem Design an das Sensor-AFE herunterladen, die Sensoren anschließen und mit dem Evaluieren beginnen. Das kostenlose verfügbare Online-Designtool enthält die technischen Spezifikationen Hunderter Temperatur-, Druck- und Chemikaliensensoren. In der Datenbank des Tools sind Produkte von Omega Engineering, Inc., Honeywell Sensing & Control, Tempco Electric Heater Corp. und All Sensors Corp. berücksichtigt.