老王推薦：資深工程師傳感器的設(shè)計(jì)心得

　　好的傳感器的設(shè)計(jì)是經(jīng)驗(yàn)加技術(shù)的結(jié)晶。一般理解傳感器是將一種物理量經(jīng)過(guò)電路轉(zhuǎn)換成另外一種直觀可表達(dá)的物理量(如電流或電壓)，再顯示出來(lái)。因此需要注意幾點(diǎn)：

　　1、一般所測(cè)得的物理量是非常小的，通常還帶有作為傳感器物理轉(zhuǎn)換元件固有的轉(zhuǎn)換噪聲。比如傳感器在1被放大倍率下的信號(hào)強(qiáng)度為0.1~1uV，此時(shí)的背景噪聲信號(hào)也有這么大的水平，甚至于將其湮滅。如何將有用信號(hào)盡量取出并且壓低噪聲是傳感器設(shè)計(jì)的首要解決的問(wèn)題。

　　2、傳感器電路一定要簡(jiǎn)單精煉。設(shè)想具有3級(jí)放大電路的、2級(jí)有源濾波器的放大回路，放大了信號(hào)的同時(shí)也將噪聲放大了，如果噪聲不是明顯偏離有用信號(hào)頻譜，則無(wú)論怎樣濾波兩者同時(shí)放大，結(jié)果信噪比沒(méi)有提高。因此傳感器電路一定要精煉簡(jiǎn)約。能省1只電阻或電容就一定要將它去掉，這是許多設(shè)計(jì)傳感器的工程師們?nèi)菀缀雎缘膯?wèn)題。已知的情況是，傳感器電路隨著噪聲的問(wèn)題困擾，電路越修改越復(fù)雜，成為怪圈。

　　3.功耗問(wèn)題。傳感器通常在后續(xù)電路的前端，有可能需要較長(zhǎng)的引線連接。當(dāng)傳感器功耗較大時(shí)，引線的連接會(huì)將所有的無(wú)謂噪聲及電源噪聲引入使得后續(xù)電路愈發(fā)難以設(shè)計(jì)。在夠用的情況小如何降低功耗也是一個(gè)不小的考驗(yàn)。

　　4、元器件的選用和電源回路。元器件的選用一定要夠用為好，只要器件指標(biāo)在需要的范圍之內(nèi)就可以了，余下的就是電路設(shè)計(jì)問(wèn)題。電源是傳感器電路設(shè)計(jì)過(guò)程一定要遇到的難題，不要追求無(wú)法達(dá)到的電源指標(biāo)，而選擇一款帶有較好的共模抑制比的運(yùn)放，采用差分放大電路設(shè)計(jì)，可能最普通的開(kāi)關(guān)電源及器件就能滿(mǎn)足你的要求。電源的退耦一定要設(shè)計(jì)可靠，并且遵循器件手冊(cè)的要求，寧多勿少。

　　后記

　　必須得說(shuō)，傳感器包含的東西太多太廣，很難寫(xiě)得比較精彩，只好暫且介紹這些基礎(chǔ)知識(shí)，讀到這里，若大家對(duì)傳感器有基本的了解，則老王講堂的目的便已達(dá)到。下期開(kāi)始講講那些更為大家需要的電子知識(shí)，電阻、電容、電感、二極管、三極管、放大器、存儲(chǔ)器、單片機(jī)……