智能风速传感器芯片的结构框图如图1.9所示。其中包括了3个⒍gma~delta热量调制器,两个用来抵消芯片上温度梯度纵向和横向分量。所获得的数据流输出泸ns和沪叩分别表示ε%s和ε飞w分量上需要抵消的热功率差值。由热量调制器产生的热脉冲信号通过传感器的热量电容进行低通滤波,从而传感器本身即具备了调制器回路滤波器的功能:除此之外,对于风速传感器来说,每一个调制器仅需要一个时钟比较器来实现。这就使得其电路体系结构非常

紧凑。由于热电堆的输出是微伏级的,因此比较器是通过自动调零来减小其偏置的。

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    第三个⒍gma~delta热量调制器使得传感器的温度保持在一个高于环境温度的恒定值(过热值Δr约10℃)。在此模式下,泸的大小将与风速的二次方根成正比。传感器芯片的温度%lIp通过位于芯片中央的PNP结构晶体管基底测得,同时一个外部的晶体管用来测量外部环境温度几mb(见图1.9)。如同智能温度传感器一样,为了产生与过热温度成正比的电压,这些晶体管将会设置两个不同的集电极偏置电流。通过自动调零比较器和良好匹配的电流源,由工艺差别所造成的过热温度误差将被限制在大约±1℃。尽管此误差将会改变传感器的灵敏度,但其影响已经考虑在传感器校准中。经过校准之后(具体的校准将在第2章中详细讨论),智能传感器将在1~

笏m/s风速范围的风洞内进行测试。计算得到的风速和方向误差分别小于4%和2°,这一误差值略小于早期无片上接口电路的风速传感器基于紧凑的接口电路结构,这一结果的获得并未增加芯片的面积。