基于周期調(diào)制的高能效接口電路

  本節(jié)中所討論的高能效接口電路已經(jīng)在無線傳感器中獲得應(yīng)用,例如該傳感器已經(jīng)采用了片上電容感應(yīng)元件。

DAC5571IDBVR

   在無線傳感器中,由于能量供應(yīng)有限,因此追求最小化能耗是至關(guān)重要的。首先,當(dāng)在沒有參量需要測量的時段內(nèi)可以將傳感器系統(tǒng)設(shè)置在睡眠模式以節(jié)約能量。接下來再來減小每次測量所消耗的能量。為了比較不同傳感器接口電路的能效,Pe⒒刂s和Tan提出了一種優(yōu)值(∏gure of Merit,FOM)的概念,這個概念通常用于模-數(shù)轉(zhuǎn)換器中,量化了接口電路的能量損耗P以及相關(guān)的有效位數(shù)(Effe0屺Number of B⒒,EN0B)和每次測量所需的時間,其中Emcas是每次測量所需的能量。這一優(yōu)值表達(dá)了在每次轉(zhuǎn)換所需的能量的前提下傳感器接口電路的能效。

   如圖4.3中的電路,第一步可以通過省略前端放大器的方法來減小電路的能耗。在特殊的相對濕度(№latil/e Hu耐dity,RH)傳感器應(yīng)用中,上述方法是可行的,因為該傳感器中片上感應(yīng)元件的寄生電容值較低。進(jìn)一步減小能耗的方法是重新設(shè)計傳感器中調(diào)制器(電荷一周期轉(zhuǎn)換器)的電路結(jié)構(gòu)。為了說明這一電路結(jié)構(gòu),我們將簡要討論該調(diào)制器的基本原理(見圖4.4)。