[发明专利]一种适用于多气象传感器的模拟前端集成电路

说明书

本发明涉及气象传感器和集成电路技术领域，具体涉及一种适用于多气象传感器的模拟前端集成电路，包括芯片外部输入接口、芯片外围元器件、芯片内部电路、压阻式压力传感器、电容式湿度传感器和电阻式温度传感器；本发明可以同时采集与调理气压、湿度、温度三种气象参数，并进行标准化输出，并且测同一气象参数不同型号的传感器均可以进行0V‑5V标准化输出，可以应用于不同场景气象探测的需求，本集成电路采用低功耗结构，功耗得到降低，降低了电路设计的复杂性，通用性得到提高，符合现代节能需求，将板级电路制作成集成电路，体积减小很多，方便各类环境下使用。

技术领域

本发明涉及气象传感器和集成电路技术领域，具体涉及一种适用于多气象传感器的模拟前端集成电路。

背景技术

近年来，气象智能传感器在人们的生活中占的比重越来越大，多传感器微系统在气象探测中受到广泛关注。对于传感器应用系统而言，传感器和模拟前端电路是不可或缺的一部分。在气象探测中要用到各种各样的传感器，气象传感器作为一种测量装置，可以将一种不可直接获取的信息按照某一种传感机理转化为电信号或者其他某种可以测量并且量化标定的指标。绝大多数的模拟前端电路只针对单一类型的目标传感器设计，具备独特的功能和用途。开发特定传感器的接口电路将耗费大量的时间和成本，其系统灵活性和可拓展性也大大受限。特定目标传感器的接口电路仅适用于大批量、高成本的工业生产。为了满足市场的需求，应该设计一个适用于多种气象传感器平台的综合性模拟前端电路。因此，复合式气象传感器模拟前端集成电路得到越来越多人的高度重视，并且2020年国家将集成电路学科单独出来，成为一级学科，并且大力扶持和发展集成电路产业。复合式气象传感器模拟前端集成电路是一种能够同时将多种气象传感器的输出信号进行转化并0V-5V标准化输出，输出给下一级连接的模数转换器ADC，对于气象探测具有非常重要的意义。

综上所述，研发一种适用于多气象传感器的模拟前端集成电路，仍是气象传感器和集成电路技术领域中亟需解决的关键问题。

发明内容

本发明为了解决上述问题，本发明提供了一种适用于多气象传感器的模拟前端集成电路，能够将多种气象传感器输出信号进行转化并0V-5V标准化输出，即在压力调理电路中当0气压时，输出为0V，当满量程气压时，输出为5V，输出给下一级连接的ADC转换为数字信号后送入单片机，在温度调理电路中当0温度时，输出为0V，当满量程温度时，输出为5V，输出给下一级连接的ADC转换为数字信号后送入单片机，湿度调理电路的输出为0V-5V满摆幅方波信号，直接送入单片机，并且对于测同一气象参数不同型号的传感器均可以进行0V-5V标准化输出，可以应用于不同场景气象探测的需求。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明提供了一种适用于多气象传感器的模拟前端集成电路，包括芯片外部输入接口、芯片外围元器件、芯片内部电路、压阻式压力传感器、电容式湿度传感器和电阻式温度传感器，其中：

所述芯片外部输入接口包括压阻式压力传感器接口、电容式湿度传感器接口、电阻式温度传感器接口以及给芯片内部电路内的模数转换器提供外部时钟的接口；

所述芯片外围元器件包括压力传感器调理电路的调零电阻和调满量程电阻、湿度传感器调理电路的占空比控制电阻以及温度传感器调理电路中电阻桥的调零电阻和调满量程电阻；

所述芯片内部电路包括低压差线性稳压器、压力传感器调理电路、湿度传感器调理电路、温度传感器调理电路以及模数转换器，所述低压差线性稳压器的输入连接外部输入电源，输出与芯片内部各模块的电源输入相连，所述压力传感器调理电路的输入与压阻式压力传感器的输出相连，输出与模数转换器的输入相连，所述湿度传感器调理电路的输入与电容式湿度传感器的输出相连，输出相连外部单片机，所述温度传感器调理电路的输入与电阻式温度传感器和调零电阻，调满量程电阻构成电阻桥的输出相连，输出与模数转换器的输入相连，所述的模数转换器的输入分别与压力传感器调理电路和温度传感器调理电路的输出相连，时钟输入分别与外部时钟的输出相连，参考电压输入与低压差线性稳压器的参考电压输出相连，输出与外部单片机相连；