Signalaufbereitungsschaltung (ASIC)

Dieses Produkt ist ein spezialisierter anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis (ASIC), der als elektronische Schnittstelle in einem Drucksensor oder Messumformer fungiert. Er ist dafür ausgelegt, das schwache, nichtlineare analoge Signal des Sensorelements (z. B. einer piezoresistiven Brücke) zu verstärken, zu filtern, zu linearisieren und in ein stabiles, hochwertiges und standardisiertes Ausgangssignal umzuwandeln, das für nachgeschaltete Systeme wie Datenerfassungsgeräte, Steuerungen oder Anzeigen geeignet ist. Der ASIC wird auf einem Silizium-Halbleitersubstrat hergestellt und ist typischerweise in einem SOIC-8-Gehäuse untergebracht. Er arbeitet mit einer Versorgungsspannung von 3,3–5,5 V und einem Versorgungsstrom von 1,5–3,0 mA bei 3,3 V. Die Eingangs-Offsetspannung beträgt maximal ±0,5 mV nach Kalibrierung, und die Verstärkungsgenauigkeit beträgt ±0,1 % vom Endwert. Die Nichtlinearität beträgt ±0,05 % FS (beste gerade Linie). Der Ausgangsspannungsbereich beträgt 0,5–4,5 V (rationmetrisch). Der Betriebstemperaturbereich liegt bei -40 bis 125 °C (Sperrschichttemperatur), der Lagertemperaturbereich bei -55 bis 150 °C. Das Gerät hält einer ESD von ±2 kV (HBM) gemäß IEC 61000-4-2 stand. Die Betriebsfeuchtigkeit beträgt 5–95 % relative Luftfeuchtigkeit (nicht kondensierend). Die Verlustleistung beträgt 10–20 mW bei 3,3 V Versorgung. Diese Parameter sind Referenzbereiche des Verzeichnisses; für modellspezifische Werte und Normen wenden Sie sich an den Hersteller oder Lieferanten.

Die Schaltung empfängt ein niederpegeliges analoges Signal (oft ein Millivolt-Ausgang) vom Drucksensorelement. Zuerst verstärkt sie dieses Signal auf ein nutzbares Niveau. Dann filtert sie, um elektrisches Rauschen zu entfernen. Eine kritische Funktion ist die Linearisierung, bei der sie die nichtlineare Antwort des Sensors mithilfe eingebauter Algorithmen oder Kalibrierdaten kompensiert. Schließlich kann sie eine Analog-Digital-Umwandlung (ADC) durchführen und ein aufbereitetes Signal ausgeben, das analog (z. B. 4-20 mA, 0-5 V) oder digital (z. B. I2C, SPI) sein kann.