傳感器電子電路的主要目標(biāo)是為控制單元提供與被測物理量呈正比的“純凈”信號。通常，來自傳感器的信號經(jīng)過調(diào)整后，再進行模數(shù)轉(zhuǎn)換。每一個階段都會產(chǎn)生誤差，并被累加到被測信號上。噪聲通常被低通濾波器立即消除，模數(shù)轉(zhuǎn)換誤差也被限制在可接受的范圍內(nèi)，而通過選擇所需的zui高分辨率，傳感器的熱效應(yīng)誤差也可以忽略不計，或者更可能的是在數(shù)字域內(nèi)對其進行補償。

    只要系統(tǒng)外圍的檢測器數(shù)目相對較少，那么在數(shù)字域進行的熱補償是可以接受的。不過，隨著傳感器數(shù)量的不斷增加，系統(tǒng)的可靠性和性能將急劇下降。因此，自適應(yīng)傳感器偏置技術(shù)成為解決這個問題的關(guān)鍵。

    現(xiàn)在以橋式壓力傳感器為例來說明此問題。在這種類型的設(shè)計中，四個將壓力轉(zhuǎn)換成電阻值的傳感器被搭成惠斯通電橋(見圖1)。參考電壓施加在其中的一組對角上，阻抗值的任何變化都將在另一組對角的電壓值上反映出來。理想情況下，當(dāng)沒有施加壓力時，四個阻抗值是相等的，惠斯通電橋處于平衡狀態(tài)，因此沒有電壓輸出。不過，環(huán)境的熱效應(yīng)將使系統(tǒng)產(chǎn)生微小的不平衡，從而導(dǎo)致在被測電壓中出現(xiàn)噪聲。

    因此，我們的挑戰(zhàn)是設(shè)計一個能夠?qū)崞七M行動態(tài)補償?shù)南到y(tǒng)解決方案，以便在整個工作溫度范圍內(nèi)，當(dāng)沒有壓力輸入時，電路沒有電壓輸出。此外，在全溫度范圍內(nèi)，對于一個給定的壓力值，電路的輸出應(yīng)該是一個恒定值。

    惠斯通電橋兩個電壓輸出的差值必須被分解為兩種不同的量：代表所測壓力的電壓和偏移電壓。對一個給定的恒定溫度，電壓差的變化范圍稱為跨距(Span)，它起始于偏移電壓。惠斯通電橋需要增加兩個額外的電路來補償跨距和偏移值的變化。每個電路模塊都由數(shù)字控制電位器(DCP)產(chǎn)生的可變電阻進行動態(tài)控制。Pot1和Pot2是DCP的模擬電阻陣列，阻值分別為“a”和“b”(見圖2)。

  只要傳感器工作在等溫環(huán)境中，傳感器的偏移和跨距就將保持在預(yù)期的范圍內(nèi)，因此“a”和“b”將固定不變。一旦溫度變化，為了使傳感器的輸出保持在穩(wěn)定的特性范圍內(nèi)，就必須重新調(diào)整這些滑動觸點的位置。在這種情況下，“a”和“b”的調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)將由外部溫度 傳感器和DCP中的片上EPROM寄存器共同提供。DCP根據(jù)傳感器的溫度和壓力特性，執(zhí)行查找表操作，找出事先存儲在EPROM中對應(yīng)的典型差分電壓。

    雖然以上分析是基于壓力傳感器電路，但主要的原理(如傳感器偏移和跨距的熱漂移)能夠以類似的方式適用于其它任何傳感器電路。使用Xicor公司自適應(yīng)、可重調(diào)整電位器的XDCP解決方案，將為這些應(yīng)用增加更多的自由度。