СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №2/2013

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ зывают проблем у разработчиков, для уменьшения массогабаритных пара метров и энергопотребления радио электронных систем в ряде случаев целесообразно использовать специа лизированные микросхемы интер фейсов, рассмотренные ниже. И НТЕРФЕЙС ДЛЯ ЁМКОСТНОГО ДАТЧИКА AS1716 Микросхема AS1716 [17] (см. рис. 11) выполняет функцию аналогового ин терфейса между ёмкостным чувстви тельным элементом и АЦП с устройст вом выборки хранения на входе. Микросхема AS1716 содержит: ● дифференциальный входной кас кад, состоящий из двух ФНЧ перво го порядка. На выводы микросхе мы INN и INP через внутренние ре зисторы с сопротивлением около 50 кОм поступает напряжение, рав ное V DDA /2, для питания чувстви тельного элемента (внешние резис торы с сопротивлением 1 кОм и конденсаторы ёмкостью 100 пФ осуществляют защиту входного каскада от напряжения перегрузки до 16 В); ● каскад преобразования дифферен циального сигнала в однофазный; ● усилитель с программируемым ко эффициентом передачи, выбирае мым из ряда значений: 0,5; 1; 2 и 4 В/В; ● ФНЧ второго порядка с полосой про пускания от 16 до 29 кГц. Микросхема ориентирована на об работку сигналов пьезоэлектрических чувствительных элементов, которые генерируют напряжение при механи ческих ударах и характеризуются сле дующими типовыми параметрами: эк вивалентное сопротивление датчика от 0,5 до 1МОм, эквивалентная ёмкость от 0,9 до 1,5 нФ. Преимуществами микросхемы AS1716 являются КОСС более 55 дБ и способность работы на нагрузку из последовательного соединения ре зистора с сопротивлением от 100 Ом до 1 кОм и конденсатора с ёмкостью до 10 нФ. Л ИТЕРАТУРА 1. Дворников О . Универсальная аналоговая микросхема для датчиков космической аппаратуры. Современная электроника. 2011. № 3. С. 56 65. 2. Прокопенко Н.Н. Элементная база радиа ционно стойких информационно изме рительных систем. Шахты: ФГБОУ ВПО «ЮРГУЭС», 2011. 3. Дворников О.В. Влияние гамма излучения на элементы аналоговых интегральных схем. Доклады БГУИР. 2012. № 3 (65). С. 56–62. 4. Дворников О.В. Обеспечение радиацион ной стойкости аналоговых интегральных схем. Доклады БГУИР. 2012. № 4 (66). С. 105–110. 5. Абрамов И.И. Проектирование аналого вых микросхем для прецизионных изме рительных систем. Минск: Акад. упр. при Президенте Респ. Беларусь, 2006. 6. ГОСТ Р 51086 97. Датчики и преобразова тели физических величин электронные. Термины и определения. 7. ГОСТ Р 8.673 2009. Датчики интеллекту альные и системы измерительные интел лектуальные. Основные термины и опре деления. 8. Международный словарь по метрологии: основные и общие понятия и соответству ющие термины. НПО «Профессионал», 2010. 9. РМГ 29 99. Рекомендации по межгосудар ственной стандартизации. Государствен ная система обеспечения единства изме рений. Метрология. Основные терминыи определения. 10. Фрайден Дж. Современные датчики: Справочник. Техносфера, 2005. 11. Blake K. Analog Sensor Conditioning Cir cuits – AnOverview. Microchip Technology Inc. AN990. 12. Falk A. Low Power Signal Conditio ning for a Pressure Sensor. Texas Instru ments, Application Report SLAA034, 1998. 13. Lepkowski J. TemperatureMeasurement Cir cuits for Embedded Applications. Microchip Technology Inc. AN929. 14. Ридико Л. Цифровые потенциометры. Компоненты и технологии. 2001. № 5. С. 50. 15. Woodward S. Sensor Circuits and Digital ly Controlled Potentiometers. Intersil,Ap plication Note 135 (http://www.inter sil.com/content/dam/Intersil/docu ments/an13/an135.pdf). 16. Karki J. Signal Conditioning Piezoelectric Sensors. Texas Instruments, Application Re port. SLOA033A, 2000. 17. AS1716. Capacitive Sensor Interface (www.austriamicrosystems.com/Capaci tive Sensors/AS1716). 49 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 2 2013 560 кОм 1 кОм INN Защита от перегрузки до 16 В VDDA/2 AS1716 Блок управления коэффициентом усиления х0.5, х1, х2, х4 VDDA/2 GA GB Типовой пьезоэлектрический чувствительный элемент 1200 пФ 100 пФ – + VDDA/2 От 100 Ом до 1 кОМ 12-разрядный АЦП μ C 10 нФ OUT ФНЧ 2-го порядка fc ~23 кГц VDDA/2 VDDA – + 1 кОм INP VDDA/2 100 пФ – + – + + – 100 нФ VDDA VSSA NC 10 мкФ 4,5...5,5 В V Рис. 11. Упрощённая схема ИС AS1716 и схема её подключения