In professionellen Blutdruckmessgeräten setzen viele Hersteller bereits auf die AG3-/AP3-Sensoren von Fujikura. Viele von ihnen haben das ganze Potenzial dieser Sensoren voll ausgenutzt, um sie auch in anderen Applikationen einzusetzen. Denn mit einer fachgerechten A/D-Wandlung ist eine Auflösung des analogen Signal von bis zu 16 Bit möglich. Deshalb kommt dieser Sensor heutzutage nicht mehr nur in professionellen Blutdruckmessgeräten zum Einsatz, sondern auch überall dort, wo eine hohe Auflösung und schnelle Abtastrate erforderlich sind.

Eckdaten

Obwohl viele Anwendungen heute bei der Signalcodierung auf ASICs zurückgreifen, setzen einige andere Applikationen noch auf ein analoges Ausgangssignal. In der Medizin beispielsweise liefern Drucksensoren ohne ASIC und mit rein analoger Signalkonditionierung präzisere Ergebnisse.

Standard mit Grenzen

Vergleichbare Produkte auf dem Markt verwenden für die Signalkonditionierung ein ASIC. In diesem Konzept wandelt das System das analoge Signal in ein digitales um, bevor es der digitale Signalprozessor (DSP) weiterverarbeitet. Dieses Prinzip entwickelte sich in den vergangenen Jahren zu einem Quasi-Standard bei den MEMS-Drucksensoren. Auch Fujikura nutzt dieses Prinzip noch in der AG2/AP2-Sensorfamilie (Bild 1).

In der analogen Version dieses Konzepts wird das digitale Signal dann wieder D/A-gewandelt und in der digitalen Version direkt über eine SPI oder I2C-Schnittstelle ausgegeben. Dieses Konzept hat absolut seine Berechtigung und ist für viele Anwendungen die richtige Lösung. Die Signalverarbeitung im DSP-Block des ASIC eröffnet Möglichkeiten, jedoch sind diese durch die Rechenleistung definiert oder begrenzt.

Bild 1: Verbreitetes Konzept mit digitaler Signalverarbeitung (AG2/AP2-Serie)

Bild 1: Verbreitetes Konzept mit digitaler Signalverarbeitung (AG2/AP2-Serie) Pewatron

Die ASIC-Hersteller dimensionieren ihre Produkte so, dass sie den größten Teil des Marktes und der Applikationen abdecken können: eine gute Lösung mit gutem Preis-Leistungs-Verhältnis.

Liegen die Kundenanforderungen jedoch über denen dieser Mainstream-Applikationen, stößt das Konzept an seine Grenzen. Entweder erfüllt die Lösung nur einen Teil der Spezifikation oder sie wird kostspielig. Diese Lücke will Fujikura nun mit der AG3/AP3-Serie schließen, die einen anderen Ansatz verfolgt als die Produkte der Mitbewerber im Sensorgeschäft (Bild 2).

Rein analoge Signalkonditionierung und Kennlinienkorrektur

Bild 2: Voll analoges Konzept ohne digitale Signalverarbeitung im Signalpfad (AG3/AP3-Serie)

Bild 2: Voll analoges Konzept ohne digitale Signalverarbeitung im Signalpfad (AG3/AP3-Serie) Pewatron

Nicht immer ist die Digitalisierung besser. Manche altbewährten Konzepte bieten entscheidende Vorteile. Bei der AG3/AP3-Serie heißt das Zauberwort „voll analoge Signalkonditionierung“: Der ASIC von Fujikura verzichtet ganz auf die A/D-/D/A-Wandlung und somit auf eine digitale Signalverarbeitung. Nicht nur der ganze Signalpfad ist rein analog, sondern auch die Temperatur- und Kennlinienkorrektur. Durch den Einsatz heutiger Analogtechnik wird eine gute Signalqualität erreicht. Der Vergleich in Bild 3 zeigt den Unterschied deutlich: Im Gegensatz zum digital verarbeiteten Drucksignal (Bild 4) sind am Ausgang keine Stufen zu sehen. Die volle Auflösung kann weiterverarbeitet werden.

Ein Anwendungsbeispiel erklärt die Vorteile der Sensoren auf der folgenden Seite.

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