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專用設備為物聯(lián)網傳感器融合帶來同步

2512844 2022-11-28 | pdf | 249.98KB | 次下載 | 免費

資料介紹

傳感器融合幾乎是不言自明的，因為它結合了來自多個傳感器的數據，以提供比通常使用單個傳感器可能的范圍更廣的信息。然而，解釋和實際操作之間存在明顯的區(qū)別—??—可靠。如果這些傳感器讀數沒有緊密同步，傳感器融合算法很快就會失去準確性，并可能提供誤導性的結果。傳感器融合幾乎是不言自明的，因為它結合了來自多個傳感器的數據，以提供比通常使用單個傳感器可能的范圍更廣的信息。然而，解釋和實際操作之間存在明顯的區(qū)別—??—可靠。如果這些傳感器讀數沒有緊密同步，傳感器融合算法很快就會失去準確性，并可能提供誤導性的結果。為了幫助避免這種情況，有些 IC 提供了更先進的多通道信號轉換功能，使設計人員可以更輕松地構建能夠精確測量多個傳感器的系統(tǒng)，同時保持高可靠性傳感器融合應用所需的緊密同步性。為了幫助避免這種情況，有些 IC 提供了更先進的多通道信號轉換功能，使設計人員可以更輕松地構建能夠精確測量多個傳感器的系統(tǒng)，同時保持高可靠性傳感器融合應用所需的緊密同步性。無論是物聯(lián)網 (IoT)、獨立嵌入式還是任何傳感器處理應用，同步多通道數據采集都會對精度、動態(tài)范圍和帶寬提出截然不同的要求。例如，用于捕獲高能物理實驗中事件的多傳感器陣列需要具有專用信號通道的超高速閃存轉換器，能夠以千兆赫頻率進行高度同步轉換。相比之下，一個帶有集成 ADC 的簡單 8 位 MCU 可能足以為天氣監(jiān)測系統(tǒng)每隔幾分鐘捕獲一次溫度、風和大氣壓力。無論是物聯(lián)網 (IoT)、獨立嵌入式還是任何傳感器處理應用，同步多通道數據采集都會對精度、動態(tài)范圍和帶寬提出截然不同的要求。例如，用于捕獲高能物理實驗中事件的多傳感器陣列需要具有專用信號通道的超高速閃存轉換器，能夠以千兆赫頻率進行高度同步轉換。相比之下，一個帶有集成 ADC 的簡單 8 位 MCU 可能足以為天氣監(jiān)測系統(tǒng)每隔幾分鐘捕獲一次溫度、風和大氣壓力。對于物聯(lián)網，許多傳感器融合應用可能會提出介于這些極端之間的要求——增加了對簡化設計、小尺寸和低功耗的要求。然而，在這個廣泛的范圍內，物聯(lián)網設計人員仍然可能面臨對包含優(yōu)化組件的專用信號鏈的要求，或者面臨對緊湊、高度集成系統(tǒng)的要求。無論采用何種實施方法，目標都是一樣的：確保跨多個傳感器進行可靠、同步的轉換。對于物聯(lián)網，許多傳感器融合應用可能會提出介于這些極端之間的要求——增加了對簡化設計、小尺寸和低功耗的要求。然而，在這個廣泛的范圍內，物聯(lián)網設計人員仍然可能面臨對包含優(yōu)化組件的專用信號鏈的要求，或者面臨對緊湊、高度集成系統(tǒng)的要求。無論采用何種實施方法，目標都是一樣的：確?？缍鄠€傳感器進行可靠、同步的轉換。專用信號鏈專用信號鏈在超高速應用之外，多通道數據轉換系統(tǒng)通常依賴于為高速模數轉換器 (ADC) 供電的多路復用器。然而，對于需要緊密同步測量的應用，多路復用器切換和輸入信號穩(wěn)定所需的時間對于期望同時進行傳感器測量的傳感器融合應用來說可能是個問題。在超高速應用之外，多通道數據轉換系統(tǒng)通常依賴于為高速模數轉換器 (ADC) 供電的多路復用器。然而，對于需要緊密同步測量的應用，多路復用器切換和輸入信號穩(wěn)定所需的時間對于期望同時進行傳感器測量的傳感器融合應用來說可能是個問題。Texas Instruments Texas Instruments ADS131E08SADS131E08S是新興的模擬前端 (AFE) IC 之一，可為每個模擬輸入通道提供專用信號路徑，提供真正的多通道同步采樣功能。器件中的每個通道都包含一個完整的信號路徑，包括電磁干擾（EMI 濾波器、多路復用器、可編程增益放大器 (PGA) 和 24 位 Δ-Σ (ΔΣ) ADC（圖 1，頂部）。依次，八個 CHnSET 寄存器允許開發(fā)人員以編程方式配置每個通道的操作特性，甚至可以打開或關閉通道（圖 1，底部）。是新興的模擬前端 (AFE) IC 之一，可為每個模擬輸入通道提供專用信號路徑，提供真正的多通道同步采樣功能。器件中的每個通道都包含一個完整的信號路徑，包括電磁干擾（EMI 濾波器、多路復用器、可編程增益放大器 (PGA) 和 24 位 Δ-Σ (ΔΣ) ADC（圖 1，頂部）。依次，八個 CHnSET 寄存器允許開發(fā)人員以編程方式配置每個通道的操作特性，甚至可以打開或關閉通道（圖 1，底部）。圖 1：Texas Instruments ADS131E08S 模擬前端 IC 提供八個完整的傳感器信號鏈（頂部）；每個通道都可以通過自己的 CHnSET 寄存器（n=1 到 8）進行軟件配置（底部），允許開發(fā)人員設置輸入源 (MUX[2:0]) 和 PGA 增益 (GAINn[2:0])，甚至給單個通道上電或下電 (PDn)。（來源：德州儀器）圖 1：Texas Instruments ADS131E08S 模擬前端 IC 提供八個完整的傳感器信號鏈（頂部）；