JHM1203在氣壓高度計(jì)中的應(yīng)用

2023-06-09 17:52:43 202
JHM1203
在氣壓高度計(jì)中的應(yīng)用

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提前劇透

本文旨在介紹北京久好電子自主研發(fā)的傳感器信號(hào)調(diào)理芯片JHM1203在氣壓高度計(jì)上的應(yīng)用。

伴隨著科技的進(jìn)步,氣壓高度計(jì)逐漸被應(yīng)用在我們?nèi)粘J褂玫氖謾C(jī)中,并在潛移默化中改變著我們的生活方式。


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氣壓傳感器


手機(jī)氣壓感應(yīng)器是手機(jī)重要的硬件組成部分,在工作時(shí),氣壓變化會(huì)導(dǎo)致傳感器電信號(hào)發(fā)生變化,經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理芯片的處理,從而獲得氣壓數(shù)據(jù)。正如字面通俗理解,氣壓傳感器是用來(lái)測(cè)量氣壓的,在智能手機(jī)上有哪些應(yīng)用呢?手機(jī)中的氣壓傳感器長(zhǎng)什么樣子?

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目前氣壓傳感器最廣泛的應(yīng)用包括輔助GPS,室內(nèi)定位和測(cè)量海拔等。舉個(gè)大家都熟悉的例子,現(xiàn)在不少開車人士會(huì)用手機(jī)來(lái)進(jìn)行導(dǎo)航,不過(guò)常常會(huì)有人抱怨在高架橋上導(dǎo)航頻繁出錯(cuò)。比如在高架橋上時(shí),GPS說(shuō)右轉(zhuǎn),而實(shí)際上根本沒(méi)有右轉(zhuǎn)出口,這主要是GPS無(wú)法判斷你是在橋上還是橋下而造成的錯(cuò)誤導(dǎo)航。一般高架橋上下兩層的高度都會(huì)有幾米到十幾米的距離,而GPS的誤差可能會(huì)有幾十米,所以發(fā)生上面的事情也就可以理解了。

但是手機(jī)里增加一個(gè)氣壓傳感器就不一樣了,他的精度可以做到1米以內(nèi),這樣就可以很好的輔助GPS來(lái)測(cè)量出所處的高度,錯(cuò)誤導(dǎo)航的問(wèn)題也就容易解決了。

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氣壓高度計(jì)包含一個(gè)MEMS微機(jī)電硅壓阻壓力感應(yīng)芯體和一個(gè)數(shù)字補(bǔ)償信號(hào)調(diào)理芯片。其中,北京久好電子的JHM1203就是一款為氣壓高度計(jì)量身定制的一款高精度、低功耗的信號(hào)調(diào)理集成電路。

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JHM1203


JHM1203是一款數(shù)字補(bǔ)償調(diào)理芯片,包含模擬前端放大、24位∑ ADC、控制單元、非易失存儲(chǔ)器以及I2C接口。可進(jìn)行低噪聲放大和24-Bit精度的數(shù)模轉(zhuǎn)化,內(nèi)置的高線性度溫度傳感器可輸出溫度信號(hào),內(nèi)部數(shù)字信號(hào)處理電路可對(duì)傳感器進(jìn)行溫度數(shù)字補(bǔ)償。

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JHM1203設(shè)計(jì)

JHM1203的基本電路為標(biāo)準(zhǔn)的I2C電路,正常工作僅需要3個(gè)外部元件,供電范圍為1.8V~3.6V,可以和絕大多數(shù)的MCU兼容。圖3是基于JHM1203的氣壓高度計(jì)的原理框圖。


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電流消耗取決于ODR和過(guò)采樣率設(shè)定。下列數(shù)據(jù)基于1HzODR。給定ODR的實(shí)際電流消耗的計(jì)算,用給定的ODR乘以對(duì)應(yīng)的表1值。

表1 電流消耗


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對(duì)于要求低噪聲應(yīng)用,在可以接受較低帶寬條件下,推薦在外部MCU中使用IIR濾波算法。在溫度和壓力補(bǔ)償前使用IIR濾波算法,一些短期環(huán)境的壓力變化,如關(guān)門窗或風(fēng)吹到傳感器,就能夠被抑制。IIR算法會(huì)明顯減小輸出信號(hào)的帶寬。數(shù)據(jù)輸出速率ODR、過(guò)采樣率OSR及IIR濾波系數(shù)都能在傳感器C代碼驅(qū)動(dòng)程序里面選擇使用。更多詳細(xì)信息請(qǐng)與久好電子聯(lián)系。

表2 各種應(yīng)用場(chǎng)合下建議的優(yōu)化設(shè)定

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選定的過(guò)采樣率和IIR濾波系數(shù)決定溫度和壓力噪聲。

表3 壓力噪聲

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JHM1203應(yīng)用

以下是一款使用了JHM1203作為信號(hào)調(diào)理芯片的MEMS氣壓傳感器。其主要性能指標(biāo)見表4所示。

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