令TI自己都“兴奋”不已的ADC/DAC有怎样的技术秘诀?

2018-12-06 11:05:00 来源:EEFOCUS
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感知层是物联网系统数据采集的源头,是物联网应用实现的基础。近几年,随着物联网设备的增长,传感器的出货量也在大幅度增长。权威机构研究数据显示,截止到2017年末,全球传感器市场规模约到1900亿美元,中国传感器市场规模增长为约1300亿元。预计2018年中国传感器市场规模将达到1472亿元,未来五年的年均复合增长率约为12.13%,预计到了2022年中国传感器市场规模将达到2327亿元。

 

未来不仅在智能手机、智能手表等消费电子产品会用到大量传感器,在工业领域,智能化工厂、数字化工厂同样需要海量的智能设备,大数据的应用、远程监控等方式的普及也都对设备的数据采集和传输提出了新的要求。市场的变迁推动新技术的涌现和发展,物联网设备的每个节点上需要使用更多传感器,呈分布式传感态势,同时每款设备集成的功能越来越多,对产品密度和传感器精度提出更高要求。缩减元器件尺寸、提高测试精度是满足工业、通信、个人电子设备等应用的重点技术攻关难点,近期TI推出的四款集高性能与高可靠性于一体的DAC和ADC在技术参数和性能方面非常吸引人眼球。

 

TI数据转换器产品业务部副总裁兼总经理Karthik Vasanth先生

 

TI数据转换器产品业务部副总裁兼总经理Karthik Vasanth向电子技术交流网记者介绍,TI的DAC80508DAC70508是八通道高精度DAC,具有真正的16位和14位分辨率。系统尺寸更小,设计人员可以使用2.4mmx2.4mmWCSP封装,相较竞争对手的产品,体积减小36%,集成式内部基准进一步缩减来系统尺寸;精度更大,1位最小有效位积分非线性在16和14位分辨率的基础上实现了最高精度,线性度比竞争对手的产品高出66%;在可靠性性方面,完全标定的从-40°C到+125°C的更大温度范围,并具备循环冗余校验(CRC)功能,提高了系统的可靠性。

 

ADC内置振荡器是大势所趋
除了DAC产品,TI还发布了两款带有内部基准的ADC:ADS122C04ADS122U04。主要特色是体积更小、性能更强大:供应3 mm x 3 mm特薄QFN (WQFN)-16和5 mm x 4.4 mm超薄紧缩小型封装(TSSOP)-16选项。较之串行外围接口(SPI),双线接口只需少量数字隔离通道,这降低了隔离系统的总成本。这些高精度ADC使得设计人员可以利用集成灵活的输入多路复用器、低噪声可编程增益放大器、两个可编程励磁电流源、一个振荡器和一个高精度温度传感器,舍弃外部电路;性能更强大,具备低漂移2.048-V,5-ppm/°C内部基准和内置2%精度的振荡器,可以帮助设计人员改进电源线路循环噪声抑制;可靠性更高,完全标定的从-40°C到+125°C的更大温度范围,并具备循环冗余校验(CRC)功能,提高了系统的可靠性。

 

芯片尺寸缩小对比图

 

Karthik Vasanth在发布会上特别强调了这两款器件内置了振荡器,工程师在设计中可以减少外围分立器件,进而降低系统成本。那么,这是不是意味着ADC集成振荡器会是未来的发展趋势?未来用户都会采用内部振荡器?刘贻科的解释是,用户到底采用内部基准还是外部基准,取决于不同的应用要求,比如当用户要求整合5-ppm/°C的温度漂移时,就需要外部的基准来提供参考,内部基准会提供旁路模式,这取决于精度的要求;当用户在系统设计中需要多路ADC时,如果每个ADC都采用自己的内部基准系统就会出现偏差,因此需要统一的外部基准。总之,未来振荡器都会整合到内部,但是是否使用内部振荡器需要按照实际需求进行选择。

 

他还提到,在ADC中加入振荡器不是TI独有的做法,业界的厂商都在做,只所以加入有三点优势:第一,处理器和ADC通信需要时钟,加入内部振荡器方便工程师设计;第二,内部整合后,防止耦合产生的外部信号干扰,有助于提高准确度;第三,随着芯片越来越小,整合振荡器不断提高内部放大器等器件性能,才能让ADC器件不断向前演进。

 

TI把技术参数做到如此“高冷”的秘诀
在发布会结束的时候,Karthik Vasanth先生评价这几款新产品时用了“非常兴奋”这个词,我想应该和爱迪生看到灯泡发光时的心情差不多,并破天荒地说要让媒体来评价一下这些产品,于是有人提出问题:TI如何将技术参数做到了如此“高冷”?估计很多用户都想知道答案,回答是这样的:TI拥有一批设计经验非常丰富的工程师,经过了20年的技术积累,首先从架构角度做了优化;另外,从工艺方面,缩小了芯片体积;再有,从封装上进行了创新,使封装的体积大幅度减少。

 

答案确实有些官方,连笔者都觉得意犹未尽,但是出于技术保密的原因,几乎所有公司都会按照这个套路出牌,留给用户太多想象的空间。当然,产品好不好,工程师用过了,市场检验了就知道了,按照TI的一贯作风,应该不会让用户失望。

 

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郭云云
郭云云

电子技术交流网北京站编辑,网名:咖啡不解困。混迹在电子社区,混迹在电子产业圈,虽不如工程师懂技术但也算半个电子人,喜欢听别人讲故事,喜欢思考电子圈的是是非非,更喜欢发表自己的“正理邪说”,时刻保持对所见所得的思考。

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