Diseño de un circuito de entrada analógica de amplio rango y alta precisión para sensores multiparámetro
Autores: Yang, Yating; Li, Zheng; Liu, Mingyang; Liu, Wei; Li, Zhenming; Hou, Ying; Liu, Xin; Wang, Xiaosong; Liu, Yu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Diseño de un circuito de entrada analógica de amplio rango y alta precisión para sensores multiparámetro
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Sensores
Circuito frontal analógico
Compensación de línea base
Eliminación de desplazamiento
Precisión
Ganancias de conversión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 45
Citaciones: Sin citaciones
Este artículo presenta un circuito de entrada analógica de amplio rango y alta precisión para sensores de múltiples parámetros que pueden manejar salidas de sensor de diferentes tipos (R, C, V). Se ha propuesto un método de compensación de línea base de riel a riel, que además incorpora una eliminación fina de offset de 0.6 mV/paso. Adicionalmente, se integran técnicas de auto-anulación y muestreo doble correlacionado para reducir el ruido de baja frecuencia y el offset, prevenir la saturación de la señal del sensor y mejorar la precisión del circuito de entrada analógica. Al incorporar componentes variables en el circuito de adquisición de señal del sensor e integrarlos con el circuito de compensación de línea base, se ha ampliado el rango de aplicabilidad del sensor (R: 7 -1.7 M, C: 50 fF-35 pF, V: 0.05-1.7 V). Los resultados de prueba muestran que todos los circuitos de interfaz exhiben ganancias totales de conversión significativas (C: 45 mV/fF, R: 14.5 mV/, V: 144 V/V), logrando alta precisión. Al mismo tiempo, un coeficiente de determinación () mayor a 0.998 indica alta linealidad de conversión del circuito.
Descripción
Este artículo presenta un circuito de entrada analógica de amplio rango y alta precisión para sensores de múltiples parámetros que pueden manejar salidas de sensor de diferentes tipos (R, C, V). Se ha propuesto un método de compensación de línea base de riel a riel, que además incorpora una eliminación fina de offset de 0.6 mV/paso. Adicionalmente, se integran técnicas de auto-anulación y muestreo doble correlacionado para reducir el ruido de baja frecuencia y el offset, prevenir la saturación de la señal del sensor y mejorar la precisión del circuito de entrada analógica. Al incorporar componentes variables en el circuito de adquisición de señal del sensor e integrarlos con el circuito de compensación de línea base, se ha ampliado el rango de aplicabilidad del sensor (R: 7 -1.7 M, C: 50 fF-35 pF, V: 0.05-1.7 V). Los resultados de prueba muestran que todos los circuitos de interfaz exhiben ganancias totales de conversión significativas (C: 45 mV/fF, R: 14.5 mV/, V: 144 V/V), logrando alta precisión. Al mismo tiempo, un coeficiente de determinación () mayor a 0.998 indica alta linealidad de conversión del circuito.