一般来说，智能设备中传感器
是由系统电源、传感器、传感器信号放大和信号处理四个基本模块组成。选择合适的器件对于最大化传感器模块的电池寿命至关重要。那么如何优化上述四大模块，来提高电源效率并提供更精确的测量呢？
更常见的传感器类型是电化学传感器。这些是低功耗传感器，包括血糖传感器，数以百万计的糖尿病患者使用这种传感器控制其血糖水平。其他应用包括气体传感器（例如二氧化碳(CO2)传感器）、水质（电导率、pH值等）传感器、用于机油降解的酒精传感器以及检测爆炸物的传感器。
电化学传感器的大多数应用是便携式和电池供电应用。虽然家庭CO2传感器一般可正常使用五到七年，但大约每六个月至一年便可能需要更换新电池。为了延长电池寿命，制造商使用最新的低功耗器件，这些器件从电池消耗的电流量极小。
接下来，以一种具体类型的电化学传感器——乙醇传感器为例，来了解其工作原理。
很多电化学传感器需要固定的偏置才能正常工作，这给电池寿命带来了额外负担。由此必须考虑系统的电源要求。
当充满电时，即在其寿命开始时，单节电池为1.5V。此电压随着时间推移而逐渐下降，在寿命结束时为0.9V。为了最大程度地延长单节电池的寿命，应用必须在0.9V至1.5V之间运行，才能获得最长的应用工作时间。由于其他系统器件以1.8V运行，因此必须选择一个DC-DC升压转换器，它应能最大程度地提高工作和待机电流效率，并能在0.9V至1.5V范围内运行。
拥有95％的高效率不是高效电源转换的唯一考虑因素。升压调节器还必须能够在宽电流范围内高效工作，从而降低静态电流(IQ)和工作过程中的热量耗散。应用大部分时间处于待机模式，因此升压转换器在轻载待机状态下必须具有高效率，以延长电池寿命。关断特性通过关闭部分电路将电流消耗降至nA级范围，这也能大幅降低功耗。
传感器产生的输出信号通常很微弱，只有几uV，而模数转换器需要V级的信号。因此，选择低功耗、高精度放大器是设计中第二重要的考虑因素。
低功耗放大器有两个重要方面——电流消耗和工作电压，因为许多传感器需要偏置电流以维持精度。这要求应用的传感器部分开启以保持准确的读数。此外，0.9V至1.5V的低工作电压支持单节电池供电，无需升压转换器。
通常，选择低功耗放大器的缺点是精度较低。但是，存在一些低功耗放大器，即使在低工作电流和电压下，它们也能保持很高的精度水平。精密放大器的一些特性包括：亚微伏(μV)输入失调电压、nV/℃级的电压漂移以及pA级的输入偏置电流。
低功耗微控制器与集成ADC相结合，可提供一种低功耗传感器解决方案，它能在最大化电池寿命的同时使应用保持小尺寸。
除了器件级别的改进之外，还可以优化系统架构，在相同的精密测量水平下实现更低的功耗。为了证明这一点，ADI对使用相似器件的乙醇传感器解决方案进行了两次实验测量，并对未来传感器解决方案展开了一次理论测量，后者显示出节省电能的优势。
该实验使用下面列出的器件，对于乙醇电化学传感器测量，这些器件具有相同的占空比。
· SPEC电化学乙醇传感器
· MAX40108 1V精密运算放大器/1.8V运算放大器
· MAX17220 0.4-5.5V nanoPower同步升压转换器，提供True Shutdown?
· MAX6018A 1.8V精密、低压差基准电压源
· MAX32660 1.8V超低功耗Arm? Cortex?-M4处理器
· 单节1.5V AA电池
图1.传统1.8V传感器系统解决方案
在1V放大器解决方案中，SPEC乙醇传感器和MAX40108 1V运算放大器均直接连接到电池。这需要一个能以低至0.9V的电压工作、保持高精度水平并最大化单节电池使用寿命的放大器。
图2.新一代1V放大器传感器解决方案
图3.未来的1V传感器系统解决方案
如今，在赋能AI系统的传感器网络中，创新正在不同领域层面上悄然萌发。尤其是以ADI为代表的IC制造商们，通过开发更低功耗的传感器构建模块，将切实推动工程师构建起更智慧、更高效的崭新系统。
