ADI_Amy

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ADI_Amy 員工 在 2016-7-13 建立的討論區
最後回覆由lark100於2017-5-7提供

为了符合新出台的法规要求,提高燃油经济性和减少排放,汽车必须更加环保。只有通过改进传统内燃机效率,才能满足这些要求,这一目标要通过改进燃烧传感和控制性能付诸实现,因而需要更高的传感器和信号调理精度和集成度。根据这个应用要求,ADI提供了包括压力传感器、电流传感器、电容传感器、位置和速度传感器、温度传感器的应用解决方案。

 

【ADI汽车传感器和传感器接口解决方案】为您提供:

 

  • 功能齐全的各式传感器应用
  • 宽动态范围、高精度和宽工作温度的传感器系统

 

免费下载完整解决方案:http://h.analog.com/CN-APM-AUTOSENSOR?ADICID=SOME_CN_P1016

 

系统需求与设计挑战车辆传感器可用于传动系统、底盘/安全和车身系统。要改善燃 油经济性、排放量和车辆性能,必须同时改进动力总成系统。 对于传感器而言,这需要显著改善性能和/或实现各种功能,但 在动态范围、精度、诊断和鲁棒性(EMC、ESD、温度等)方面实 现这个目标具有很大挑战性。

 

压力传感器

在高压恶劣环境下,我们需要很多压力传感器来测量气体或流 体压力。例如,有些传动系统需要测量缸内、变速箱油、柴油 共轨、GDI燃油、柴油微粒滤清器(DPF)和废气再循环系统(EGR)的 压力。安全应用包括制动液和乘客检测系统的重量或压力。高 压恶劣环境应用要求传感器元件(容性或压阻)必须与信号调理 IC分隔开。例如,压阻(应变计)解决方案可以测量最高达到2800 bar的压力。

 

应变计技术基于电阻电桥。四个应变计连接到一个薄膜,形成 薄膜式压力传感器。输出信号小至10 mV。系统误差包括机械输 出、热输出、容差和应变系数误差。总误差可以达到最高100% 的FSR。因此,调理电路必须高度精确,具有低漂移。另外还需 要与增益、失调、温度和线性度相关的多变量补偿。

 

压力传感器主要放置在恶劣环境中。典型工作温度范围为−40°C 至+125°C,在某些情况下高达150°C。这些传感器还需要高抗电 磁干扰能力和诊断功能。

 

电流传感器

为改进燃料经济性和能源管理,必须精确控制电磁阀在燃油喷 射系统和自动变速箱中的位置。此外,还必须更加精确地监 控“按需”电源的电机电流。我们通常遇到的设计挑战包括在 恶劣环境中实现高精度、低失调(失调必须小于5 mV,失调漂移必 须小于20 μV)、高带宽(有些情况需要高达500 kHz)、宽共模电压 范围(最高6580 V)、宽工作温度范围(高达125°C)。

 

电容传感器

电容传感器具有多种优势,例如低系统成本、不同形状可行性 和低功耗。它们通常在无钥匙进入门控系统接近传感器、雨量 探测器、湿度传感器、燃油液面/品质传感器中作为近程检测器 应用。电容传感器对环境变化敏感,因而必须具有很高的分辨 率、精度、可调共模电容和抗电磁干扰能力。

 

位置和速度传感器

在EPS和BLDC/PMSM电机控制应用中,位置/速度测量需要快速响 应、良好精度(最高达到5弧分)、鲁棒性和低漂移。另外还需要 诊断功能。

 

温度传感器

在变速箱控制等高温汽车应用中,必须具有宽温度范围和高精 度。典型工作温度范围为−40°C至+150°C,在某些情况下高达 175°C。此外,还必须达到±2°C或±1°C的精度。

 

ADI公司的解决方案

ADI与全球领先汽车供应商建立了长期良好关系,而且在高性能 信号处理、高可靠性和高质量产品开发方面具有丰富经验,处于业界领先地位,能够提供优化解决方案以应对这些挑战。

 

汽车传感器和传感器接口系统框图

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压力传感器

ADI公司的应变信号调理IC ADA4557是一款单电源桥式传感器信号 调理器,额定温度范围为−40°C至+150°C,采用4 mm × 4 mm小型 LFCSP封装。模拟输出在一个高级信号处理引擎中处理,该引擎 集成数字可编程增益、输出失调校正、温度补偿和传感器非线 性校正等功能。

 

ADA4557内置EEPROM,用于线路终端(EOL)校准编程,以及通过 用作零线串行编程接口的输出引脚(OUT)进行调试。EEPROM存储 增益、输出失调、温度补偿和非线性校正系数,以便在上电时 配置器件。增益编程设置有20种,从6.3 V/V到821.5 V/V,步进为 指数式。ADA4557还内置一个低压差(LDO)稳压器,以为内部电 路提供低噪声稳压电源。

 

 

电流传感器

ADI的电流检测放大器在高端和低端都支持基于分流电阻的精密 电流传感器。ADI提供10多种芯片,分别采用两种不同架构,包 括差动放大器和电流检测放大器类型。差动放大器类型基于输 入电阻分压器。AD8207/AD8208/AD8209器件内部带有电磁干扰滤 波器,提供更高的抗电磁干扰性能。AD8207具有零漂移功能(失 调漂移小于1 μV/°C),最大失调小于0.5 mV。电流检测放大器类 型基于高压工艺,可以承受高共模电压。它们具有低输入偏置 电流和高输入阻抗,适合满足高带宽(最高达到500 kHz)和CMRR (最高达到120 dB)要求。两种架构类型都具备良好的输入共模阶 跃响应功能。

 

ADI还有电流阈值监控解决方案,用于总电流监控和过流保 护。AD8214具有200 nS的极低传播延迟。

 

电容传感器

ADI拥有特殊的sigma-delta (Σ-Δ)架构电容数字转换器(CDC),采用出 色的ADI ADC架构。Σ-Δ调制器使用电荷平衡技术,帮助客户更加 轻松和精确地获取电容值。

 

AD5933是一款高精度阻抗转换器,片上集成频率发生器与12 位、1 MSPS ADC。频率发生器允许用已知的信号来激励外部复阻 抗。外部阻抗的响应信号由片上ADC进行采样,然后由片上DSP 引擎进行离散傅里叶变换(DFT)处理。DFT算法在每个频率上返回 一个实部(R)数据字和一个虚部(I)数据字。它可在燃油液面/质量 传感器中使用。它还可在灵活燃料应用中测量汽油和乙醇的混 合比率。

 

位置和速度传感器

ADI在旋变数字转换器(RDC)市场拥有广泛的产品组合和悠久的历 史。AD2S1205和AD2S1210能够处理高达3,125 RPS的跟踪速率。 它们的精度可以达到±2.5弧分。AD2S1205是12位RDC,AD2S1210 的10/12/14/16位分辨率可由用户设置。芯片具有差分输入和增 量式编码器输出,以及可编程故障检测阈值。它们可在变速 箱、EPS和HEV/EV电机中用于电机轴角度和速度测量。

 

ADI公司发布了一款各向异性磁阻(AMR)传感器ADA4571,集成了 信号调理放大器和ADC驱动器。ADA4571产生两路模拟输出,指 示周围磁场的角位置。

 

其在一个封装中包含两个芯片、一个AMR传感器和一个固定增 益(标称增益为40)仪表放大器,提供与旋转磁场角度相关的干净 且放大的余弦和正弦输出信号。输出电压范围与电源电压成 比例。

 

ADA4571含有两个互成45°角的惠斯登电桥。x-y传感器平面的旋 转磁场提供两路正弦输出信号,且传感器与磁场方向的角度(α)频率翻倍。在x-y平面的均质场内,输出信号与z方向(气隙)的物 理位置无关。

 

温度传感器

ADI的TMP36精度达到满量程的±2°C,线性度为满量程的0.5°C, 温度范围为−40°C到+125°C,具有模拟输出。ADI的ADT7311和 ADT7312精度达到满量程的±1°C,温度范围为−40°C至+150°C, 具有数字SPI输出。对于裸片封装,ADT7312的温度范围可以增 加到−40至+175°C。

 

 

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結果