1 引言

现场变送器是各种行业和应用中的基本器件，用于测量、监控和传输远程或恶劣环境中传感器的数据。这些传感器能够便于准确和实时的数据传输，这对于过程控制和安全至关重要。

现场变送器位于偏远或难以到达的区域，例如石油钻机、管道、化工厂或环境监测点。现场变送器可监测和控制流程和系统，无需频繁进行人工干预。

对于实时数据传输，现场变送器提供了不同的模拟和数字接口。典型的模拟输出接口包括双线、环路供电、4-20mA 电流输出或比例式电压输出。值得注意的是，目前可以使用 IO-Link、SPE、HART 和 APL 等数字接口。

安全认证在化工、发电、石油和天然气等行业中非常普遍，在移动应用中也是如此。通过安全认证的产品或系统，具有高品质和可靠性保证，有助于预防事故、保护环境并挽救生命。

压力传感器是市场上销量最高的传感器之一。由于销量如此之高，有源元件 BOM 的价格目标非常具有挑战性。传感器安装在工艺流程附近或恶劣环境中，并且需要在 -40°C 至 125°C 的宽工作温度范围下运行。由于压力变化是动态的，因此标准稳定时间低于 1ms。

需要使用高增益和低噪声 AFE 来实现 0.01% - 0.1% 的准确性，因为压力传感器中通常使用的应变仪（惠斯通电桥）仅提供低于 5mV 满量程范围内的小电压。典型传感器外壳采用 M17 或 M21 螺钉的外形尺寸，这限制了可能的 PCB 尺寸。在合理的面积和成本范围内实现低功耗、高增益前端颇具挑战性，需要合理的集成度。

MSPM0 MCU 凭借丰富灵活的集成式模拟资源，可提供出色的设计来应对这些挑战。利用 ADC、斩波稳定运算放大器和 DAC 等内部外设有助于解决这些技术难题。节 3 介绍了基于 MSPM0 的前端如何克服上述挑战。