Für batteriebetriebene Geräte, MEMS und raue Umgebungen
ZMDI: IC zur Konditionierung von Sensorsignalen
Durch einen großen Dynamikbereich zeichnet sich der neue kapazitive Signalkonditionierungs-IC (SSC - Sensor Signal Conditioner) ZSSC3122 von ZMDI aus.
Dank einer neuen Design-Technologie erreicht der Chip eine Auflösung von 14 Bit und eine Full-Scale-Ausgangsgenauigkeit von 0,25 Prozent. Er nimmt einen Strom von 60 µA über den gesamten Spannungsbereich von 1,8 bis 5,5 V auf. Eine interne Sleep-Mode-Funktion senkt die Stromaufnahme auf unter 1 µA für Temperaturen bis +85 °C. Damit eignet sich der SSC3122 für Low-Power-Anwendungen mit Batterieversorgung sowie für Industrie- und raue Umgebungen. MEMS-Sensorelemente wie Drucksensoren für hydraulische Steuerungen, Feuchtesensoren und Flüssigkeitsstandanzeigen profitieren ebenfalls von diesen Leistungsmerkmalen.
Weil kapazitive Sensoren berührungslos arbeiten finden sie in Linear- und Winkelpositionssensoren und kontaktlose Potentiometer Einsatz. Insbesondere dann, wenn andere Sensortechnologien aufgrund rauer oder explosiver Umgebungen nicht verwendbar sind.
Der ZSSC3122 kann für den Anschluss an kapazitive Sensoren mit 2 bis 10 pF und mit einer Empfindlichkeit von bis hinunter auf 125 aF (Atto-Farad) pro digitalem Bit konfiguriert werden. An den Eingang des ICs lassen sich Einzelsensoren oder differentielle Sensoren anschließen.
Die gesamte Kalibrierung ist digital und wird in einem Durchlauf abgeschlossen (Single Pass). Dies eliminiert die Kosten für einen Laserabgleich und beschleunigt die Produktion komplett kalibrierter Sensormodule.
»In enger Zusammenarbeit mit unseren Kunden haben wir eine digitale Technik entwickelt, mit der sich nicht nur Nichtlinearitätsfehler erster Ordnung, sondern auch solche dritter Ordnung korrigieren lassen, die mit einem reinen analogen Signalpfad nur schwer oder unmöglich zu korrigieren sind«, sagt Steve Ramdin, Global Product Manager SSC bei ZMDI. »Eine Korrektur dritter Ordnung ist speziell in Luftfeuchte- und Druckmessapplikationen nützlich. Sie kriirgiert zugleich fertigungsbedingte Sensorabweichungen in fast jeder Situation.«
Der ZSSC3122 lässt sich an Mikrocontroller anschließen, kann aber auch in Stand-Alone-Entwicklungen für Transducer- und Switch-Applikationen verwendet werden. Das Mixed-Signal-Design des cLite bietet 14 Bit Kapazitäts/Digital-Wandlung und volle
14-Bit-Kompensation von Sensor-Offset, Empfindlichkeit und Temperatur über einen internen digitalen Signalprozessor, auf dem ein Korrekturalgorithmus läuft. Kalibrierungskoeffizienten werden in einem integrierten, nichtflüchtigen EEPROM abgelegt. Als Systemschnittstelle sind I2C-, SPI-, PDM- oder Alarmausgänge vorhanden.
Die Standardversorgungsspannung beträgt 1,8 bis 5,5 V mit einer Genauigkeit von bis zu 0,25 Prozent über den Temperaturbereich von -40 bis +125°C.
Der ZSSC3122 steht als Muster zur Verfügung. Bei Abnahme von 1.000 Stück kostet der ZSSC3122 ab 3,30 Euro.
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