近年來(lái)，以電池作為電源的電子產(chǎn)品得到廣泛使用，設(shè)計(jì)工程師迫切要求采用低電壓的模擬電路來(lái)降低功耗。低電壓、低功耗、低噪聲的模擬電路設(shè)計(jì)技術(shù)正成為研究的熱點(diǎn)。從節(jié)約能源角度考慮，低的功率消耗不僅是電池驅(qū)動(dòng)的便攜設(shè)備的需求，即便對(duì)使用市電的大型系統(tǒng)也是迫切需要，它不但可以延長(zhǎng)設(shè)備的使用時(shí)間，而且還可以延緩設(shè)備的老化。作為集成電路中**基本的單元，運(yùn)算放大器的重要性眾所周知。在低壓運(yùn)算放大器中，由于電源電壓的降低，信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍減小，同時(shí) 噪聲信號(hào)幅度相對(duì)增大，放大器的信噪比降低。在越來(lái)越復(fù)雜的設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，客戶(hù)迫切需要****的模擬設(shè)計(jì)方案。
開(kāi)發(fā)背景
隨著醫(yī)療電子設(shè)備產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，用于個(gè)人保健的移動(dòng)手持式醫(yī)療電子設(shè)備也同樣在快速發(fā)展，消費(fèi)者對(duì)于手持式除顫儀、動(dòng)態(tài)血糖監(jiān)視儀、家庭用監(jiān)護(hù)儀的需求越來(lái)越強(qiáng)勁。另一種典型的手持式醫(yī)療產(chǎn)品就是非接觸式紅外測(cè)溫儀，從2003年的非典到近年來(lái)的甲流，非接觸式紅外測(cè)溫儀不需要接觸物體即可測(cè)得物體的溫度，這個(gè)特點(diǎn)使其在一些容易傳染的疾病或者比較危險(xiǎn)的行業(yè)進(jìn)行測(cè)溫成為**好的選擇。設(shè)計(jì)這類(lèi)產(chǎn)品不是一件容易的事，選擇適當(dāng)?shù)脑詽M(mǎn)足設(shè)計(jì)規(guī)范要求，盡可能降低成本，確保設(shè)計(jì)方案的功率，特別關(guān)注產(chǎn)品的實(shí)際大小等都是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中必須考慮的問(wèn)題。
不論是溫度、脈搏、血糖讀取或是其它生物傳感器，實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)男盘?hào)放大調(diào)理鏈路都是十分重要的問(wèn)題。在模擬前端電路中，運(yùn)算放大器是**關(guān)鍵的單元，這種電路中通常選擇低噪聲、高精度、低功耗、低偏置電流的運(yùn)算放大器。信號(hào)鏈的****級(jí)一般使用高共模抑制比、低偏置電流(特別是對(duì)紅外傳感器)、低噪聲的運(yùn)放；第二級(jí)會(huì)選用低功耗、高精度、低噪聲的運(yùn)算放大器。信號(hào)鏈的下一階是性能良好的 delta-sigma或逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。單周期濾波器設(shè)置以及隨需轉(zhuǎn)換等特性簡(jiǎn)化了ADC的設(shè)計(jì)要求，也提高了轉(zhuǎn)換速度，并提供了較大的 源阻抗。利用適當(dāng)?shù)牟季旨霸x擇，可將一個(gè)干凈、精確而有意義的信號(hào)輸入到系統(tǒng)微處理器或DSP中。(圖1)
紅外測(cè)溫系統(tǒng)是利用物體的輻射能量與溫度有關(guān)的原理而組成測(cè)溫的系統(tǒng)。將普朗克公式在探測(cè)器工作波長(zhǎng)范圍內(nèi)積分可以得出目標(biāo)輻射率的大小與目標(biāo)溫度間存在著固定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，用紅外探測(cè)器測(cè)出目標(biāo)的熱輻射功率，就能計(jì)算出目標(biāo)的表面溫度，這是紅外測(cè)溫的理論基礎(chǔ)。如圖2所示，傳感器輸出信號(hào)經(jīng)放大、濾波，與溫 度補(bǔ)償環(huán)節(jié)進(jìn)行修正和補(bǔ)償，**后得到與被測(cè)物體溫度成正比的電壓。
在這些應(yīng)用中，運(yùn)算放大器是非常關(guān)鍵的器件，因?yàn)槟壳笆殖质綔囟扔?jì)使用電池供電，要求**低的功耗。此外，在紅外應(yīng)用中，低偏置電流也是一個(gè)重要因素，因?yàn)闇囟扔?jì)是一個(gè)數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)，而且是一個(gè)頻率比較低的系統(tǒng)，需要低的失調(diào)電壓和低的噪聲。
用DIO2051/2052實(shí)現(xiàn)血氧儀和紅外測(cè)溫儀
|
