JHM1203在气压高度计中的应用

2023-06-09 17:52:43 121
JHM1203
在气压高度计中的应用

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提前剧透

本文旨在介绍北京久好电子自主研发的传感器信号调理芯片JHM1203在气压高度计上的应用。

伴随着科技的进步,气压高度计逐渐被应用在我们日常使用的手机中,并在潜移默化中改变着我们的生活方式。


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气压传感器


手机气压感应器是手机重要的硬件组成部分,在工作时,气压变化会导致传感器电信号发生变化,经过信号调理芯片的处理,从而获得气压数据。正如字面通俗理解,气压传感器是用来测量气压的,在智能手机上有哪些应用呢?手机中的气压传感器长什么样子?

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目前气压传感器最广泛的应用包括辅助GPS,室内定位和测量海拔等。举个大家都熟悉的例子,现在不少开车人士会用手机来进行导航,不过常常会有人抱怨在高架桥上导航频繁出错。比如在高架桥上时,GPS说右转,而实际上根本没有右转出口,这主要是GPS无法判断你是在桥上还是桥下而造成的错误导航。一般高架桥上下两层的高度都会有几米到十几米的距离,而GPS的误差可能会有几十米,所以发生上面的事情也就可以理解了。

但是手机里增加一个气压传感器就不一样了,他的精度可以做到1米以内,这样就可以很好的辅助GPS来测量出所处的高度,错误导航的问题也就容易解决了。

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气压高度计包含一个MEMS微机电硅压阻压力感应芯体和一个数字补偿信号调理芯片。其中,北京久好电子的JHM1203就是一款为气压高度计量身定制的一款高精度、低功耗的信号调理集成电路。

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JHM1203


JHM1203是一款数字补偿调理芯片,包含模拟前端放大、24位∑ ADC、控制单元、非易失存储器以及I2C接口。可进行低噪声放大和24-Bit精度的数模转化,内置的高线性度温度传感器可输出温度信号,内部数字信号处理电路可对传感器进行温度数字补偿。

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JHM1203设计

JHM1203的基本电路为标准的I2C电路,正常工作仅需要3个外部元件,供电范围为1.8V~3.6V,可以和绝大多数的MCU兼容。图3是基于JHM1203的气压高度计的原理框图。


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电流消耗取决于ODR和过采样率设定。下列数据基于1HzODR。给定ODR的实际电流消耗的计算,用给定的ODR乘以对应的表1值。

表1 电流消耗


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对于要求低噪声应用,在可以接受较低带宽条件下,推荐在外部MCU中使用IIR滤波算法。在温度和压力补偿前使用IIR滤波算法,一些短期环境的压力变化,如关门窗或风吹到传感器,就能够被抑制。IIR算法会明显减小输出信号的带宽。数据输出速率ODR、过采样率OSR及IIR滤波系数都能在传感器C代码驱动程序里面选择使用。更多详细信息请与久好电子联系。

表2 各种应用场合下建议的优化设定

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选定的过采样率和IIR滤波系数决定温度和压力噪声。

表3 压力噪声

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JHM1203应用

以下是一款使用了JHM1203作为信号调理芯片的MEMS气压传感器。其主要性能指标见表4所示。

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