专用设备为物联网传感器融合带来同步

2512844 2022-11-28 | pdf | 249.98KB | 次下载 | 免费

资料介绍

传感器融合几乎是不言自明的，因为它结合了来自多个传感器的数据，以提供比通常使用单个传感器可能的范围更广的信息。然而，解释和实际操作之间存在明显的区别——可靠。如果这些传感器读数没有紧密同步，传感器融合算法很快就会失去准确性，并可能提供误导性的结果。传感器融合几乎是不言自明的，因为它结合了来自多个传感器的数据，以提供比通常使用单个传感器可能的范围更广的信息。然而，解释和实际操作之间存在明显的区别——可靠。如果这些传感器读数没有紧密同步，传感器融合算法很快就会失去准确性，并可能提供误导性的结果。为了帮助避免这种情况，有些 IC 提供了更先进的多通道信号转换功能，使设计人员可以更轻松地构建能够精确测量多个传感器的系统，同时保持高可靠性传感器融合应用所需的紧密同步性。为了帮助避免这种情况，有些 IC 提供了更先进的多通道信号转换功能，使设计人员可以更轻松地构建能够精确测量多个传感器的系统，同时保持高可靠性传感器融合应用所需的紧密同步性。无论是物联网 (IoT)、独立嵌入式还是任何传感器处理应用，同步多通道数据采集都会对精度、动态范围和带宽提出截然不同的要求。例如，用于捕获高能物理实验中事件的多传感器阵列需要具有专用信号通道的超高速闪存转换器，能够以千兆赫频率进行高度同步转换。相比之下，一个带有集成 ADC 的简单 8 位 MCU 可能足以为天气监测系统每隔几分钟捕获一次温度、风和大气压力。无论是物联网 (IoT)、独立嵌入式还是任何传感器处理应用，同步多通道数据采集都会对精度、动态范围和带宽提出截然不同的要求。例如，用于捕获高能物理实验中事件的多传感器阵列需要具有专用信号通道的超高速闪存转换器，能够以千兆赫频率进行高度同步转换。相比之下，一个带有集成 ADC 的简单 8 位 MCU 可能足以为天气监测系统每隔几分钟捕获一次温度、风和大气压力。对于物联网，许多传感器融合应用可能会提出介于这些极端之间的要求——增加了对简化设计、小尺寸和低功耗的要求。然而，在这个广泛的范围内，物联网设计人员仍然可能面临对包含优化组件的专用信号链的要求，或者面临对紧凑、高度集成系统的要求。无论采用何种实施方法，目标都是一样的：确保跨多个传感器进行可靠、同步的转换。对于物联网，许多传感器融合应用可能会提出介于这些极端之间的要求——增加了对简化设计、小尺寸和低功耗的要求。然而，在这个广泛的范围内，物联网设计人员仍然可能面临对包含优化组件的专用信号链的要求，或者面临对紧凑、高度集成系统的要求。无论采用何种实施方法，目标都是一样的：确保跨多个传感器进行可靠、同步的转换。专用信号链专用信号链在超高速应用之外，多通道数据转换系统通常依赖于为高速模数转换器 (ADC) 供电的多路复用器。然而，对于需要紧密同步测量的应用，多路复用器切换和输入信号稳定所需的时间对于期望同时进行传感器测量的传感器融合应用来说可能是个问题。在超高速应用之外，多通道数据转换系统通常依赖于为高速模数转换器 (ADC) 供电的多路复用器。然而，对于需要紧密同步测量的应用，多路复用器切换和输入信号稳定所需的时间对于期望同时进行传感器测量的传感器融合应用来说可能是个问题。Texas Instruments Texas Instruments ADS131E08SADS131E08S是新兴的模拟前端 (AFE) IC 之一，可为每个模拟输入通道提供专用信号路径，提供真正的多通道同步采样功能。器件中的每个通道都包含一个完整的信号路径，包括电磁干扰（EMI 滤波器、多路复用器、可编程增益放大器 (PGA) 和 24 位 Δ-Σ (ΔΣ) ADC（图 1，顶部）。依次，八个 CHnSET 寄存器允许开发人员以编程方式配置每个通道的操作特性，甚至可以打开或关闭通道（图 1，底部）。是新兴的模拟前端 (AFE) IC 之一，可为每个模拟输入通道提供专用信号路径，提供真正的多通道同步采样功能。器件中的每个通道都包含一个完整的信号路径，包括电磁干扰（EMI 滤波器、多路复用器、可编程增益放大器 (PGA) 和 24 位 Δ-Σ (ΔΣ) ADC（图 1，顶部）。依次，八个 CHnSET 寄存器允许开发人员以编程方式配置每个通道的操作特性，甚至可以打开或关闭通道（图 1，底部）。图 1：Texas Instruments ADS131E08S 模拟前端 IC 提供八个完整的传感器信号链（顶部）；每个通道都可以通过自己的 CHnSET 寄存器（n=1 到 8）进行软件配置（底部），允许开发人员设置输入源 (MUX[2:0]) 和 PGA 增益 (GAINn[2:0])，甚至给单个通道上电或下电 (PDn)。（来源：德州仪器）图 1：Texas Instruments ADS131E08S 模拟前端 IC 提供八个完整的传感器信号链（顶部）；