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不同的物理量需要不同的傳感單元，壓力、扭矩、角度、流量、溫度、濕度、化學(xué)量、氣體量必須通過傳感單元進(jìn)行轉(zhuǎn)換才能得到我們處理所需的數(shù)字信號(hào)。無(wú)論是通過電阻式的轉(zhuǎn)換還是電容式的轉(zhuǎn)換，又或者是電磁場(chǎng)等其他轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后我們才能得到一個(gè)用于處理的數(shù)字信號(hào)。隨著車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展以及智能駕駛要求的提高，汽車上的傳感器數(shù)量迅速增加，而且對(duì)傳感器測(cè)得的信號(hào)要求很嚴(yán)苛，經(jīng)過轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信號(hào)通常并不能直接用于處理。 首先通常來(lái)說測(cè)得的數(shù)據(jù)很難測(cè)量的毫伏級(jí)信號(hào)，同時(shí)它還有偏置，受溫度的影響很大。在捕獲物理量的時(shí)候，可能還有一些噪音和各種各樣的干擾信號(hào)。這樣得到的電信號(hào)送到中央處理器，處理器也不知道到底哪些是真信號(hào)，哪些是假信號(hào)，嚴(yán)重影響傳感器的精確度。 這時(shí)候就引申出來(lái)調(diào)理的概念，對(duì)轉(zhuǎn)換后的傳感信號(hào)進(jìn)行調(diào)理。調(diào)理芯片的分類按照前端電路的類型大致上分為電容和電阻，目前市面上更多的是用電阻型來(lái)做。經(jīng)過調(diào)理后，會(huì)得到更純凈的線性化數(shù)字信號(hào)，便于后續(xù)的處理。對(duì)傳感信號(hào)進(jìn)行調(diào)理時(shí)如何將有用的信號(hào)篩選出來(lái)，就涉及要對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，對(duì)信號(hào)進(jìn)行線性化處理，同時(shí)還需要有溫度信號(hào)對(duì)傳感信號(hào)進(jìn)行溫度補(bǔ)償。然后再將傳感信號(hào)的offset進(jìn)行調(diào)整，把一些噪音、EMC干擾拿掉，提高整體的精度。 同時(shí)，調(diào)理芯片還會(huì)加入一些診斷來(lái)幫助處理器做一些分析，比如橋路上有沒有斷路，有沒有短路。處理器還會(huì)需要一些不同的信號(hào)類型，調(diào)理芯片要有一些相應(yīng)的接口能進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這些信息都可以通過調(diào)理芯片做相應(yīng)的輸出。調(diào)理前后，信號(hào)就從很原始的信號(hào)變成一個(gè)線性度非常好的數(shù)字信號(hào)，能夠覆蓋從幾毫伏到幾伏的范圍。 以最常見的汽車壓力傳感為例，如下圖所示，壓力物理量通過惠斯通電阻橋進(jìn)行傳感信號(hào)的轉(zhuǎn)換然后進(jìn)入SSC。SSC調(diào)理芯片里面包含了三大塊，第一塊是模擬前端，第二塊就是數(shù)字處理部分（里面相當(dāng)于小型CPU），然后再到輸出各種接口的一些轉(zhuǎn)換部分。同時(shí)，在信號(hào)調(diào)理部分會(huì)有溫度信號(hào)的加入，這主要是作為一個(gè)補(bǔ)償信號(hào)給到芯片內(nèi)部做相應(yīng)的線性化補(bǔ)償最后導(dǎo)出。左右兩邊這兩根曲線的對(duì)比很明顯，經(jīng)過調(diào)理后的信號(hào)相當(dāng)穩(wěn)定，而且線性化程度很高，更易于后續(xù)的信號(hào)處理。 |
