ナショナルセミ、プログラム可�Δ淵札鵐機漆���(gu┤)処理ICを開発ツールと共に提供
アナログ分野に�R��してきた��(sh━)ナショナルセミコンダクター社は、ICチップの設�����]からソリューション提供ベンダーへと脱皮し始めている。�a(b┳)度センサーとそのコントローラで定�hのある同社は、異なるセンサーにも�官�し、設定をユーザーがプログラムできる1チップ信��(gu┤)処理ICを開発、その開発ツールも��れずに提供する。
図1 圧��センサー、�a(b┳)度センサーからの信��(gu┤)処理ICをプラットフォーム化
今�v、ナショセミが発表したソリューションは、ICチップ2�|類と、�v路構成をカスタマイズできるソフトウエアツールのWEBENCH Sensor AFE Designer、ハードウエア開発ツールの�h価ボードである。
�kつのICは、圧��センサーなどの�B�^ブリッジ��(sh┫)式のセンサーからの信��(gu┤)を処理しデジタル出��を?y┐n)△┐織泪襯船船礇鵐優襪離札鵐機蔀�AFE（アナログフロントエンド）ICのLMP90100であり、もう�kつは化学ガスセンサーからの信��(gu┤)処理するLMP91000である。
LMP90100は、�X電�瓦筌機璽潺好拭�RTD（resistance temperature detector）などの�a(b┳)度センサーと、�B�^ブリッジ��(sh┫)式の圧��センサーやロードセル、��センサーなどからの入��信��(gu┤)をマルチプレクサで切り��え、PGA（プログラマブルゲインアンプ）や、24ビットの����変調��(sh┫)式のADコンバータを通してデジタル信��(gu┤)に変換し、マイコンと直�TするためのSPIおよびI2Cインターフェースを設けたチップである。センサーによってゲインや電流電圧�J(r┬n)囲を変えることができる。PGAの�\幅率は１〜128倍にプログラムできる。
このICは、センサーの�Zくで使うため、長時間使っている内にゲインエラーや入��のオフセットドリフトが��きた時に�O動的にそれらを�]ち消す、バックグラウンドキャリブレーション機�Δ鯏觝椶靴討い�。加えて、センサーの����モニター機�Δ���いているが、信��(gu┤)パス�屬砲呂海竜��Δ���かないため、信��(gu┤)を邪魔することなく��しい値を����できるという。
センサーネットワークや工場内のFA、プロセス�O動化などに使うため、例えば圧��ゲージなどの応��にも�官�する、�Y��的な4~20mAの電流出��が�u(p┴ng)られる。また、消�J電��が小さく、消�J電流は出��のデータレートと関係しており、1.68サンプル/秒〜214.65サンプル/秒の�J(r┬n)囲で0.4mAから1.7mA。電源電圧は3〜5.5V。待機時の消�J電��は9μWという。�R定する�a(b┳)度センサーを外��けしたい場合にも、それをドライブするための定電流源を2個内�鼎靴討い�。
図2 ガスセンサー��の信��(gu┤)処理ICで10�|類以�屬瞭妊�スに�官�
もう�kつのガスセンサー��ICは、毒性の��(d┛ng)いガスを検��(m┬ng)するためのガスセンサーからの信��(gu┤)を処理するLMP91000である。検出できるガスにはCO2、メタン、硫化水素、二�┣塾臆�、アンモニア、オゾン、エチレンオキサイド、�e化水素、水素、シアン化水素、�┣獣眩如�二�┣獣眩�、�e素、ホスフィンなどがある。それぞれのガスに�瓦靴動�加するバイアス電圧は違っているため、ガスごとにボードを作らざるを�u(p┴ng)なかった。このためディスクリートで組むことが�Hかった。ガスセンサーソリューションごとにボードを組まなくてはならず、コストと時間がかかっていた。このICではバイアス電圧とTIA（トランスインピーダンスアンプ）のゲインはソフトウエア開発WEBENCHを使って変えることができる。
ガスセンサーはポータブル使��が�Hいため、バッテリ動作できるように消�J電��を��(f┫)らしている。電源電圧2.7〜5.25V、電源電流は10μA以下、基��電圧バイアス電流は-40〜+85℃の�J(r┬n)囲に渡って900pA以下と小さい。
図3 使い�M�}の良いオンライン開発ツール
WEBENCHはオンラインのプログラマブルな開発ツールであり、�R定したいセンサーの�|類を�\やすことも�~単なので、ユーザーは常に最新のセンサーを��(li│n)�Iできる。ユーザーはセンサーを��(li│n)び、デバイスを構成し、性�Δ鮑播�化できる。ゲインやサンプリングレートを変えると、消�J電��やノイズの�X(ju└)況をただちに見ることができる。
また、センサーとこのAFE ICを搭載したハードウエア�h価ボードを使い、パソコンとつないで性�Δ魏鮴呂靴燭蝓▲劵好肇哀薀爐��莟Rしたりすることができる。SPIO4インターフェースを�eったデータキャプチャーボードを、USBインターフェースを通してパソコンにつなぎ、さらにWEBENCHのようなデザインソフトウエアを使うことでノイズレベルなどを�h価できる。
