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ht-analyst0113Der neuartige Baustein "IC-HO" ist ein universelles Sensor Interface für den Aufbau von Durchfluss- , Gas-  und Drucksensoren. Als  Funktionsblöcke sind folgende Bausteine 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 einem monolithischen Chip in einem QFN32 5 x 5 mm Gehäuse Platz.

Resistive Mass-Air-Flow-Sensoren werden durch IC-HO 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 des Profils über den bestromten Heizwiderstand. Eine elektrische Trennung von Heizwiderstand und Sensorwiderstand auf einem Sensor-MEMS-Element ist nicht erforderlich, da der Baustein IC-HO diese elektrische Trennung zwischen Heizen und Messung übernimmt.

IC-HO bietet z. B. bei Drucksensoren die differentielle Messung an einer Widerstandsmessbrücke: als Halb- oder als Vollbrücke. Über eine zusätzliche Messung kann die Temperaturkennline des Sensors entsprechend kompensiert werden. Außerdem lässt sich die Messbrücke alternativ zu einer Spannung über eine konstante Stromquelle versorgen.

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.


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