【51CTO.com原創(chuàng)稿件】目前，在工業(yè)、汽車等應(yīng)用領(lǐng)域，自動(dòng)化越來(lái)越受到關(guān)注。要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，首先就會(huì)涉及到傳感器的使用。傳感器的作用是將現(xiàn)實(shí)中的模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字，從而進(jìn)行處理。傳感器領(lǐng)域新的變化會(huì)帶動(dòng)新的產(chǎn)品需求。有了良好的傳感器，轉(zhuǎn)換器也需要擁有更高的性能，例如在測(cè)量微小溫度變化時(shí)，要達(dá)到高精度，就需要高性能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的支持，從而幫助實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化功能。

行業(yè)需求催生更小尺寸、更高精度的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器

除了對(duì)傳感器有更高精度的要求，產(chǎn)品設(shè)計(jì)也越來(lái)越多的對(duì)體積提出了更嚴(yán)格的需求。德州儀器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品業(yè)務(wù)部副總裁兼總經(jīng)理Karthik Vasanth對(duì)記者表示，一些穿戴式設(shè)備的體積很小，內(nèi)部空間也很小，要使用多種傳感器時(shí)，就需要更多的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，因此對(duì)于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的體積要求也會(huì)更加嚴(yán)苛。

德州儀器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品業(yè)務(wù)部副總裁兼總經(jīng)理 Karthik Vasanth

在工業(yè)應(yīng)用方面，各國(guó)都在大力推動(dòng)智能制造，例如德國(guó)工業(yè)4.0和中國(guó)制造2025。工廠自動(dòng)化要實(shí)現(xiàn)智能化，就需要更多的傳感器，從而需要更高性能、體積更小的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。以工業(yè)機(jī)械臂的產(chǎn)品應(yīng)用為例，要實(shí)現(xiàn)智能化，就需要更多的轉(zhuǎn)換器。例如在做物體抓取的時(shí)候，要實(shí)現(xiàn)對(duì)馬達(dá)的控制、監(jiān)控電流、檢測(cè)是否到達(dá)預(yù)定的位置等，就需要依靠傳感器及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器來(lái)幫助實(shí)現(xiàn)。在人機(jī)安全方面，也催生了對(duì)體積更小、更高精度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的需求。

在通訊領(lǐng)域，正在迎來(lái)5G時(shí)代，5G比4G的數(shù)據(jù)通信力高很多，但實(shí)際上基站和設(shè)備的空間是不變的，要想達(dá)到更高的數(shù)據(jù)通信力，就需要ADC和DAC的性能更高。同時(shí)，由于5G信號(hào)頻率更高，也就要求ADC和DAC擁有更高的性能，更小的體積。在光通訊模塊的部分，光模塊4G到100G的通信速率增加了25倍，但是光模塊的體積基本是不變的。為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，就需要性能更好、體積更小的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。

在個(gè)人消費(fèi)電子方面，例如可穿戴式設(shè)備（智能手表、智能手機(jī)等）用來(lái)監(jiān)測(cè)心律或者心電時(shí)，也會(huì)需要低功耗，體積更小的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。

在汽車領(lǐng)域，要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛、車道偏離、防碰撞檢測(cè)等功能，都需要很多傳感器，因此，也就需要更高精度、低功耗、高性能的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。

所以，傳感器無(wú)所不在，隨著傳感器越來(lái)越多，也就需要更多體積更小的高性能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，幫助達(dá)到產(chǎn)品設(shè)計(jì)的要求。

基于這些行業(yè)需求，德州儀器(TI)日前在北京召開(kāi)新品發(fā)布會(huì)，推出四種微型高精度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，每種轉(zhuǎn)換器均具有業(yè)界同類產(chǎn)品中最小尺寸。全新的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器可幫助設(shè)計(jì)人員在縮減系統(tǒng)板占用空間之余，增加更多智能及功能。DAC80508與DAC70508是八通道高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)，分別提供真正的16位和14位分辨率。ADS122C04與ADS122U04是24位高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，分別提供雙線I2C兼容接口及雙線UART兼容接口。

DAC80508和DAC70508：滿足對(duì)微型DAC的需要

此次，德州儀器新推出的兩款數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）產(chǎn)品——DAC80508和DAC70508，是業(yè)內(nèi)最小的真正16位和14位分辨率 ，八通道高精度DAC，在緊湊空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了高性能和增強(qiáng)的可靠性，具有以下三大特點(diǎn)：

• 更小的系統(tǒng)尺寸：設(shè)計(jì)人員可使用2.4 mm x 2.4 mm WCSP封裝，相較競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的產(chǎn)品，將體積減小36%。集成式內(nèi)部基準(zhǔn)進(jìn)一步縮減了系統(tǒng)尺寸；
• ***的精度：1位最小有效位積分非線性在16和14位分辨率的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了***精度 - 線性度比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的產(chǎn)品高出66%；
• 更高的可靠性：完全標(biāo)定的從-40°C到+125°C的更大溫度范圍，并具備循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)功能，提高了系統(tǒng)可靠性。

以一個(gè)實(shí)際參考設(shè)計(jì)為例，Karthik Vasanth講解了TI如何通過(guò)激光通訊應(yīng)用幫助用戶。在光通訊的應(yīng)用里，需要提供穩(wěn)定并且準(zhǔn)確的偏置電流給激光發(fā)光二極管。TI參考設(shè)計(jì)中使用了DAC80508，首先DAC在和微控制器通訊的時(shí)候可以使用CRC的校驗(yàn)幫助增加通信的可靠性，然后設(shè)計(jì)通過(guò)TI高精密的放大器實(shí)現(xiàn)兩級(jí)的增益放大電路，提供穩(wěn)定準(zhǔn)確的偏置電流控制激光二極管。在這個(gè)設(shè)計(jì)中使用了極小的封裝和高性能的16位DAC，可以幫助用戶在光通信設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)小面積，高性能。

ADS122C04和ADS122U04：滿足對(duì)微型ADC的需要

此外，德州儀器還推出了兩款集高性能、高精度、高可靠性于一身的業(yè)界最小巧24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)——ADS122C04和ADS122U04，達(dá)到了行業(yè)最小尺寸封裝 ，僅為3mm x 3mm，具有以下三大特點(diǎn)：

• 更小引腳：封裝選項(xiàng)提供雙線I2C或雙線UART接口，這些接口只需少量數(shù)字隔離通道，因而降低了隔離系統(tǒng)的總成本；
• 更卓越的性能：具備低漂移2.048-V, 5-ppm/°C內(nèi)部基準(zhǔn)和內(nèi)置2%精度的振蕩器，有助設(shè)計(jì)人員改進(jìn)電源線路循環(huán)噪聲抑制。
• 更高可靠性：完全標(biāo)定的從-40°C到+125°C的更大溫度范圍，并具備循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)功能，提高了系統(tǒng)可靠性。

那么，這些***的ADC芯片是如何幫助客戶解決實(shí)際問(wèn)題的呢？Karthik Vasanth以一個(gè)參考設(shè)計(jì)為例進(jìn)行了講解——適合冷熱儀表的高精度溫度測(cè)量參考設(shè)計(jì)。這個(gè)設(shè)計(jì)利用***的ADC做供熱表上的設(shè)計(jì)，TI的芯片在高精度和低功耗兩個(gè)方面解決了熱表計(jì)費(fèi)的難題。因?yàn)楣崾鞘召M(fèi)的，所以需要非常準(zhǔn)確測(cè)量出RTD的阻值變化來(lái)檢測(cè)溫度，然后計(jì)算出使用的熱量。此項(xiàng)應(yīng)用要求精度不但非常高，而且其中的表是電池供電的，必須要求其能工作5到10年不需要更換電池。

TI高精度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的尺寸演進(jìn)

從2000年到今年，TI的芯片體積進(jìn)行了大幅的縮減，例如DAC從大封裝到現(xiàn)在2.4mm×2.4mm WCSP封裝，這是直觀可見(jiàn)的。同時(shí)，在體積減小的情況下，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器DAC在性能上得到了提升。體積雖然減小了，但是性能提升了，速率提高了。消耗的電量減少了，功耗低了，精度性能卻提高了。

“不斷的減小體積和增加性能，是由于TI看到用戶在實(shí)際應(yīng)用中的真實(shí)需要”，Karthik Vasanth說(shuō)到。例如在光學(xué)通訊領(lǐng)域，從4G到100G波特率在增加，但是設(shè)備的體積還是之前的大小。原來(lái)的光通訊模塊，體積減少了12倍，但是數(shù)據(jù)傳輸速率提高了40倍，功耗減少了2倍。數(shù)字轉(zhuǎn)換器作為光通訊模塊里非常關(guān)鍵的器件，也要適應(yīng)這些要求。所以，TI努力做出符合高需求的產(chǎn)品。

***，Karthik Vasanth表示，在高精度的方向，TI有非常多業(yè)界極其領(lǐng)先的產(chǎn)品，在小體積、低功耗、高精度、高數(shù)據(jù)速率方面都有非常好的表現(xiàn)，這也是TI未來(lái)將持續(xù)投入的產(chǎn)品方向。另外一方面，TI會(huì)繼續(xù)投資高速的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，同時(shí)細(xì)分出不同的領(lǐng)域，例如超高速、低功耗，高性能（如ADC12DJ3200）等。

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