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Neue Produkte vom 02/05/2013

IC-Haus

Integriertes Sensor-Interface zum Messen von Durchfluss, Gas und Druck

Bild: IC-Haus
  (Bild: IC-Haus)

Der neuartige Baustein iC-HO von IC-Haus ist ein universelles Sensor-Interface für den Aufbau von Durchfluss-, Gas- und Drucksensoren. Als Funktionsblöcke sind integriert konfigurierbarer Signalkonditionierer, schneller Analog/Digital-Wandler, konfigurierbare Stromquellen, Kompensation der Temperaturdrift, digitale Sensorkonfiguration, SPI-µC-Interface, einstellbare Linearisierung und ratiometrischer differentieller Analogausgang. Alle Funktionen finden auf monolithischen Chip in einem 5 mm x 5 mm großen QFN32-Gehäuse Platz. Resistive Mass-Air-Flow-Sensoren werden durch den Baustein mit zwei identischen Referenzströmen angesteuert, um die mit dem programmierbaren Verstärker (PGA) konditionierte Spannungsdifferenz messen und digitalisiert weiterverarbeiten zu können. Die benötigte Temperaturregelung ist vollständig im Baustein integriert. Bei Gassensoren wird eine variable Nachlaufregelung für zwei Temperaturen mit konfigurierbarem zeitlichen Ablauf angewendet.

Die differentielle synchrone Erfassung des Sensorwiderstands ist konfigurierbar. Der Heizungsregler überwacht die Sensor-Temperatur gemäß dem Profil über dem bestromten Heizwiderstand. Eine elektrische Trennung von Heizwiderstand und Sensorwiderstand auf einem Sensor-MEMS-Element ist nicht erforderlich, da der Baustein diese elektrische Trennung zwischen Heizen und Messung übernimmt. Bei Durchfluss- und Gas-Sensor-Applikationen wird neben der Sensor-Signalverarbeitung auch ein Heizsystem mit Regelkreis benötigt. Eine eigene Heizungsregelung steuert über zusätzliche differentielle Sensoreingänge und einen digitalen PI-Regler mit D/A-Wandlung einen Sensor-Heizwiderstand. Der PI-Regler kann sowohl relativ als auch absolut die Temperatur regeln. Zum Schutz der externen MEMS-Sensoren kann ein Maximalwert des Heizstromes vorgegeben werden. Zur Temperaturkompensation eines Sensors sind die Verstärkung und die Offset-Korrektur des programmierbaren Verstärker (PGA) automatisch nachführbar.

Der schnelle 11-Bit-A/D-Wandler kann die Messwerte direkt oder als Differenz zwischen zwei Wandlungen verarbeiten. Die Messwertausgabe erfolgt über einen ratiometrischen, differentiellen Analogausgang. Alternativ steht die zur Bausteinkonfiguration implementierte SPI-Schnittstelle zur Verfügung, um den Messwert und Systemzustand durch einen Mikrocontroller abzufragen. Zur Überwachung und Diagnose von Sensor und Baustein können Fehlerzustände und Fehlerschwellen definiert werden, die über einen schaltenden Open-Collector-Ausgang oder über die SPI-Schnittstelle ausgegeben werden. Der iC-HO verfügt über eine interne Referenzspannung und kann zur Kalibrierung interne Analogsignale und den Bias-Strom auf Standard Signalpins ausgeben. Der iC-HO arbeitet von 4,5 V bis 5,5 V im Temperaturbereich von –25 °C bis +105 °C. Das 32-Pin QFN-Gehäuse ist mit ca. 5 mm x 5 mm x 1 mm besonders kompakt und bietet einen sehr guten Wärmeableitwert. Das Design-In wird mit betriebsfertigen Demo-Boards und mit Software zur Evaluierung am PC unterstützt.

www.ichaus.com