傳感器融合幾乎是不言自明的，因?yàn)樗�結(jié)合了來自多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)，比通常可能的一個(gè)傳感器更廣的范圍內(nèi)提供信息。然而，有解釋它和做之間有明顯的區(qū)別——可靠。如果沒有這些傳感器讀數(shù)的緊密同步，傳感器融合算法很快失去精度，并有可能提供誤導(dǎo)性的結(jié)果。

　　為了避免這種情況，有芯片，提供可以讓設(shè)計(jì)人員更輕松地構(gòu)建能夠進(jìn)行多傳感器的精確測量系統(tǒng)更先進(jìn)的多聲道信號(hào)轉(zhuǎn)換功能，同時(shí)保留了高可靠性傳感器融合應(yīng)用所需的緊同步。

　　無論是物聯(lián)網(wǎng)（IOT），獨(dú)立嵌入或任何傳感器處理應(yīng)用程序，同時(shí)多通道數(shù)據(jù)采集可以帶來精確度，動(dòng)態(tài)范圍和帶寬顯著不同的要求。例如，多傳感器陣列捕捉高能量物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)需要與能夠在千兆赫的頻率高度同步轉(zhuǎn)換的專用信號(hào)通道超高速閃存轉(zhuǎn)換器。與此相反，集成ADC一個(gè)簡單的8位MCU可能足以捕捉溫度，風(fēng)，和大氣壓力下，每隔幾分鐘的天氣監(jiān)測系統(tǒng)。

　　對于物聯(lián)網(wǎng)，許多傳感器融合應(yīng)用很可能以呈現(xiàn)介于這兩個(gè)極端之間的要求 - 與簡化的設(shè)計(jì)，占地面積小，功耗低的附加要求。在此范圍廣泛，然而，物聯(lián)網(wǎng)不過設(shè)??計(jì)師可以面臨包括優(yōu)化的部件或結(jié)構(gòu)緊湊，高度集成的系統(tǒng)要求，面對特殊信號(hào)鏈的要求。無論實(shí)施辦法的，我們的目標(biāo)仍然是相同的：確保跨多個(gè)傳感器可靠，同時(shí)轉(zhuǎn)換。

　　專用信號(hào)鏈的非常高的速度的應(yīng)用外，多通道的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)通常依賴于一個(gè)多路復(fù)用器供給高速模擬 - 數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）。對于需要緊密同步的測量的應(yīng)用，然而，對于多路轉(zhuǎn)換器所需的時(shí)間來切換和輸入信號(hào)，以解決可為傳感器融合應(yīng)用期待同時(shí)傳感器測量問題。

　　在儀器ADS131E08S是一個(gè)新興的，對于每個(gè)模擬輸入通道提供專用的信號(hào)通道模擬前端（AFE）芯片之一，提供真正的多渠道，同步采樣能力。設(shè)備中的每個(gè)信道包括一個(gè)完整的信號(hào)通路，包括電磁干擾（EMI濾波器，多路復(fù)用器，可編程增益放大器（PGA），和24位delta-sigma（ΔΣ）ADC（圖1，上圖）。反過來，八CHnSET寄存器允許開發(fā)人員編程方式配置每個(gè)通道的經(jīng)營特色，甚至供電通道向上或向下（圖1，底部）。

德州儀器ADS131E08S模擬前端IC示意圖

　　圖1：德州儀器ADS131E08S模擬前端IC提供8個(gè)完整的傳感器信號(hào)鏈（上圖）; 每個(gè)通道通過自身CHnSET寄存器是軟件配置（下）（n = 1至8），允許開發(fā)者設(shè)置的輸入源（MUX [2：0]）和PGA增益（的GaInN [2：0]），甚至供電單個(gè)通道向上或向下（PDN）。（來源：德州儀器）

　　正如前面提到的，ADS131E08S一個(gè)獨(dú)特的功能是它的每個(gè)通道多路復(fù)用器功能。而在一個(gè)更傳統(tǒng)的多通道ADC復(fù)用器不同的模擬輸入引腳連接到ADC連接時(shí)，ADS131E08S的通道多路復(fù)用器提供了測試每個(gè)通道的機(jī)制。通過在CHnSet設(shè)置位MUX [0-2]寄存器為一個(gè)信道（N），工程師可以對通道n的信號(hào)源設(shè)置為內(nèi)部生成的信號(hào)，用于試驗(yàn)，溫度和故障檢測（圖2）。

德州儀器ADS131E08S示意圖

　　圖2：使用在MUX [2：0]比特，設(shè)計(jì)者可配置集成在TI ADS131E08S的每個(gè)信道，以支持各種用于信號(hào)測量，溫度測量，校準(zhǔn)和診斷信號(hào)??切換選擇專用輸入多路復(fù)用器。（來源：德州儀器內(nèi)）每個(gè)信道，該多路復(fù)用器的輸出傳遞到一個(gè)配置的PGA，包括在差分配置兩個(gè)運(yùn)算放大器。使用CHnSET寄存器每個(gè)通道，用戶可以設(shè)置PGA增益的五種設(shè)置之一：1，2，4，8，和12。最后，每個(gè)通道的信號(hào)鏈采用二階調(diào)制器對于低??優(yōu)化送入了專門的ΔΣADC -Power操作。

　　簡化操作

　　該裝置用于進(jìn)行同時(shí)多通道的傳感器測量值提供硬件和軟件兩者的機(jī)制。設(shè)計(jì)人員可以通過設(shè)置設(shè)備的啟動(dòng)引腳為高電平或通過器件的串行外設(shè)接口（SPI）兼容的接口發(fā)送START命令開始轉(zhuǎn)換。反過來，設(shè)備的ADC開始轉(zhuǎn)換輸入信號(hào)，把數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒指示燈DRDY高。接下來DRDY下降沿指示轉(zhuǎn)換已完成，轉(zhuǎn)換結(jié)果已經(jīng)準(zhǔn)備就緒。在一個(gè)典型的基于MCU的系統(tǒng)中，MCU將監(jiān)測DRDY并使用SPI兼容接口讀取數(shù)據(jù)。

　　該器件的集成豐富功能集還簡化了硬件設(shè)計(jì)。隨著SPI兼容接口，該器件包括GPIO引腳，片上振蕩器，集成基準(zhǔn)源，以及模擬比較器。因此，工程師們可以簡單地與微控制器結(jié)合TI ADS131E08S創(chuàng)建一個(gè)完整的多通道同步采樣設(shè)計(jì)。

　　即使它功耗僅為2毫瓦/通道，ADS131E08S支持?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換率高達(dá)每通道64 Ksamples /秒。如果需要多于八個(gè)通道，設(shè)計(jì)人員可以級(jí)聯(lián)多個(gè)設(shè)備，使用相同的起始信號(hào)來啟動(dòng)所有的級(jí)聯(lián)器件（圖3）同時(shí)轉(zhuǎn)換。多臺(tái)設(shè)備可以使用相同的SPI兼容總線; 主機(jī)處理器將使用其自己的GPIO信號(hào)來單獨(dú)地選擇一個(gè)特定的ADS131E08S設(shè)備發(fā)送的命令或接收數(shù)據(jù)。

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