低功耗设计原则现场使用的便携式智能仪器应具有小巧轻便、操作简单、价格便宜、可靠性高、功耗低等特点。低功耗设计是便携式智能仪器应遵循的设计原则,在产品开发过程中,可以从以下几方面考虑降低便携式智能仪器的功耗:
(1)选用低功耗传感器和数字传感器近年来,传感器发展较快,新型功能材料和低功耗传感器、数字传感器不断问世。
便携式智能仪器在选用传感器敏感元件时,应选择性能、价格符合设计使用要求的低功耗、微功耗传感器。
数字传感器是现代传感器发展的一个主要方向.数字传感器具有测量范围宽、抗干扰能力强、接口简单、传输距离远、稳定可靠、信息处理方便等特点,不需要进行放大、整流、滤波、A/D转换等后续信息处理,可以直接与单片机连接,有利于简化电路设计,降低仪器功耗。在设计中就用到了数字温度传感器,后面章节会有详细叙述。
(2)设计低功耗电路,选用低功耗器件近年来,元器件的低功耗技术发展很快,选用低(微)功耗器件、设计低功耗电路是降低便携式智能仪器功耗的直接方法和主要设计原则。
便携式智能仪器的电源变换可采用微功耗DC--DC变换模块,信号发生器可采用现有的单片微功耗函数发生器,模拟放大电路可采用低(微)功耗运算放大器,逻辑电路可采用CMOS器件,显示可采用LCD显示器,单片机系统可采用带有A/D转换和内设ROM的微功耗单片机。
(3)单电源、低电压供电单电源供电可以提高电源的使用效率,降低仪器的功耗。便携式智能仪器的模拟电路主要是以运算放大器为核心的电路,为降低功耗,运算放大器应选用单电源、低功耗、精密场效应输入运算放大器。
(4)电池的选用便携式智能仪器一般采用市售电池供电,因此,电池的选用也是便携式智能仪器低功耗设计必须考虑的内容。便携式智能仪器在选择电池时,主要考虑两方面的因素:一是电池的体积和容量比;二是电池易于购买,便于用户更换。
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