DAC初探（Ⅰ）

Overview of Sensor Systems

作者：毛茏玮 / Saint
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前言：此专栏只供有兴趣的读者相互交流，禁用商业用途，专栏设计的内容为Franco Maloberti教授在数模转换器设计的总结，编者在听其分享后做了一些总结相当于DAC的初探，感兴趣的读者可与我联系做更深入的交流。

综述：
数模转换器，又称D/A转换器，简称DAC，它是把数字量转变成模拟的器件。

D/A转换器基本上由4个部分组成，即权电阻网络、运算放大器、基准电源和模拟开关。模数转换器中一般都要用到数模转换器，模数转换器即A/D转换器，简称ADC，它是把连续的模拟信号转变为离散的数字信号的器件。

这些是我对数模转换器最初了解也是仅有的了解，但我还是非常感兴趣，因为其在实际的计算机系统中的运用是很常见的。

Franco Maloberti教授讲解了传感器系统概述，分别介绍了历史，数字技术的迅速发展，其市场和社会趋势，竞争与多样化以及传感器和能量收集，除此之外还提出了一个问题：is analog died？

教授介绍到电子学是一门年轻的学科，它始于1904年，经过一些相关的研究，J.A.Fleming构想出了第一个电子器件：真空管二极管。

1904年第一晶体管诞生在贝尔实验室，由威廉·肖克利，约翰·巴丁，沃尔特·布拉顿三人所发明；

1958年，新受雇的杰克·基尔比被安排在一个建造小型电路的项目上工作。因为他是新受雇的，那个夏天的基尔比和其他员工一样没有空位。他独自在实验室工作，他看到了一个机会，找到了自己的小型化解决集成电路的方案。

1959年1月，小飞兆半导体创业公司的罗伯特•诺伊斯也意识到，一个完整的电路可以在一块芯片上制作，诺伊斯想出了连接这些部件的最佳方法。

如今，许多集成电路都是由晶体管构成的，总数量大约每两年翻一番。有些数字电路含有数十亿个元件，每个元件都非常小。

了解完相关的历史后，教授我们介绍了行业著名的摩尔定律：一块硅上的晶体管数量每两年都会翻一番。

市场和趋势方面：传感器运用的领域有很多——医疗，交通，能源，安全，通话，信息娱乐等；

目前的社会需求在于微电子设备与生活质量的市场需求。例如:嵌入纤维中的智能材料,能够测量生物机械和生理信号的纺织品,用于多参数分析。ECG，用于通信的天线，导电涂层以及消防员保护服中的传感器等等。

我们可以通过传感器从现实世界中提取信息，而传感器可以分成：通过能量转换产生有效电量（电压、电荷、电流）的有源传感器，产生无源电量变化（电阻、电容、电感）的无源传感器两种。

传感信号的范围有电气，辐射，化学，热能，磁性，机械。

电气方面：如充放电锂离子电池的电流和电压传感。
机械方面：用于射频应用的MEMS开关。

压力传感器车载系统的应用也很广泛，但是应注意的问题:
1.温度依赖性：半导体应变计受温度影响的方式与受应变影响的方式相同。
2.车载或独立传感器温度补偿。
3.仪表的永久变形：需要定期重新校准。
4.粘合导致错误。

磁性方面：霍尔计。

热能方面：NTC,PTC。

化学方面：化学量改变了材料的电学或光学性质，热板气体传感器。

薄膜化工–用Gore-Tex膜进行地下水和土壤化学监测。声表面波器件对微小的质量变化非常敏感，可以检测到100pg/cm2。
利用压电石英基板可以在100MHz范围内工作。

能量源：热电源，振动与微生物源，电池：锂离子聚合物电池（锂离子聚合物电池，二次电池，可充电）。

介绍了如何存储能量和形成一个简单的系统，集成微传感器的特性，IC单片结构，双片结构；

模拟前端电路设计：不同的传感器在不同的电路上会有不同的功能–带电压、电流或电荷输出的传感器；产生电容或电阻变化的传感器；产生传递函数调制的传感器。

最后了解到模拟微功率到如今已变成微功耗系统的结果，更加明白摩尔定律把科技推向“不同”的方向。