物聯(lián)網(wǎng)以及大量的脫機(jī)便攜式設(shè)備和個(gè)人電子產(chǎn)品帶來(lái)了許多新型應(yīng)用，對(duì)下一代智能感應(yīng)和測(cè)量技術(shù)創(chuàng)造了巨大的需求。這些應(yīng)用有許多共同的要求，例如高敏感性、極低的電流探測(cè)與超低功耗——因?yàn)樵S多此類應(yīng)用使用電池運(yùn)行，外形尺寸非常小。

另外，許多先進(jìn)的傳感器和測(cè)量設(shè)備產(chǎn)生非常低的電流作為輸出信號(hào)，最終必須進(jìn)行數(shù)字處理。在處理之前，低電流信號(hào)必須放大，轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，然后由模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）進(jìn)行處理，再輸出到其他處理器上。大多數(shù)情況下，處理器為微控制器（MCU）。

大多數(shù)現(xiàn)成的運(yùn)算放大器無(wú)法放大或轉(zhuǎn)換上述新型傳感器產(chǎn)生的低電流輸出信號(hào)，因此最能滿足這些應(yīng)用需求的是互阻抗放大器（TIA）。不幸的是，許多分立TIA輸入漏電流較高，這為TIA能夠放大和轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)的電流設(shè)定了最低限制。

因此，例如許多標(biāo)準(zhǔn)TIA的輸入漏電流約為5nA。所以，任何輸出電流低于5nA的傳感器無(wú)法使用這些標(biāo)準(zhǔn)TIA進(jìn)行轉(zhuǎn)換和放大。著這一問(wèn)題的一個(gè)較有前景的解決方案是通過(guò)注意微控制器的低漏電流優(yōu)化TIA。如果漏電流可以達(dá)到低至50pA，可以在此基礎(chǔ)上改善TIA的輸入漏電流100倍。將這種解決方案與產(chǎn)生低電流輸出信號(hào)的傳感器結(jié)合就可以得到智能、超級(jí)敏感的感應(yīng)子系統(tǒng)，能夠監(jiān)控非常微弱的電流。傳感器監(jiān)控的參數(shù)非常細(xì)微的變換就能夠引起傳感器輸出電流的較小的調(diào)整。換而言之，感應(yīng)子系統(tǒng)比以前任何時(shí)候都更敏感。

這種微控制器＋TIA解決方案適用于廣泛的應(yīng)用。煙霧探測(cè)器或一氧化碳或二氧化碳有毒氣體探測(cè)器等環(huán)境感應(yīng)系統(tǒng)對(duì)空氣中極少量的煙霧或一氧化碳都非常敏感。當(dāng)然，建筑自動(dòng)化系統(tǒng)也可能采用這種探測(cè)器，系統(tǒng)中其他應(yīng)用也可以采用相同的微控制器＋TIA技術(shù)。

例如，智能恒溫器能夠監(jiān)控溫度和濕度，或者無(wú)線開(kāi)關(guān)能夠監(jiān)控和控制室內(nèi)電燈消耗的電量。甚至智能手表或健身活動(dòng)跟蹤器等可穿戴電子設(shè)備都可以采用感應(yīng)子系統(tǒng)。例如，皮膚敏感的人可能對(duì)能夠感應(yīng)紫外線光照的智能手表感興趣，避免太陽(yáng)曬傷皮膚。電源監(jiān)控是另一個(gè)對(duì)許多用電池運(yùn)行的設(shè)備而言變得非常重要的應(yīng)用，用電池運(yùn)行的設(shè)備今天非常流行?；谖⒖刂破?TIA的解決方案能夠監(jiān)控流出電池的電流，計(jì)量電池剩余電量，當(dāng)電池需要充電時(shí)向用戶發(fā)送警告。

很明顯，該解決方案的應(yīng)用范圍十分廣泛。在未來(lái)幾周或幾個(gè)月，我們將討論如何執(zhí)行其中的一些應(yīng)用。

順便提一下，如果您認(rèn)為微控制器與集成TIA的組合適合您的應(yīng)用，請(qǐng)查看MSP430FR2311 MCU。

審核編輯：金巧