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德州仪器:小尺寸数据转换器创造更多应用

时间:2018-12-21 14:06来源:德州仪器 作者:徐俊毅 点击:
 

德州仪器数据转换器产品业务部副总裁兼总经理Karthik Vasanth
 
模拟半导体器件正在迎来一场新的变革,各类模拟器件的尺寸成倍缩小,效率大幅度提升。作为模拟半导体领头羊的德州仪器,在2018年第四季,密集发布了一系列远超原有规格的模拟半导体产品。包括相比10年前功率密度提升8倍的电压转换器,超过传统MOSFET功率密度2倍的GaN FET,采用全新介质的电源隔离器产品等等。
 
这一次迎来变革的是全新超小尺寸高精度DAC和ADC产品线。
 
在工业、汽车领域,为进一步加强自动化和智能化技术演进,传感器被广泛使用,作为传感器信号链必须环节的DAC和ADC产品,需求也越来越大。
 
除了要有更多更高精度的传感器,某些产品也需要越来越多的密度选项。比如一些穿戴式设备的体积很小,内空间也很小,要使用多种传感器时,也需要更多的数据转换器,对于数据转换器的体积要求也会严苛。
 
以工厂自动化中的机械臂的产品应用例:如在做物体抓取的时候,要实现对马达的控制,要监控电流,要检测有没有到达预定的位置等,就需要依靠传感器及数据转换器来帮助实现。
 
“TI观察到在涉及人机安全方面的领域催生了对体积更小、更高精度数据转换器的需求” 德州仪器数据转换器产品业务部副总裁兼总经理Karthik Vasanth先生表示。
 
在通讯领域迎来5G的时代,5G比4G的数据通信力高很多,但是基站的空间和设备尺寸变化却不大,要达到更高的数据通信力,就需要ADC和DAC的性能更高,同时更小的体积。
 
“在光通讯模块的部分,光模块4G到100G的通信速率增加了25倍,但是光模块的体积基本是不变的。为了应对这些挑战,就需要性能更好、体积更小的数据转换器。”
 
在个人消费电子方面,比如穿戴式设备(电子供电的智能手表、智能手机等)用来监测心律或者心电时,会要求低功耗,同时限制体积大小。
 
在汽车领域,想要实现自动驾驶,比如车道偏离、防碰撞检测等,都需要很多传感器。从而,人们会需要能提供更高精度、低功耗高性能的数据转换器。
 
“传感器无所不在,有了越来越多的传感器,就需要更多、体积更小的高性能数据转换器帮助达到产品设计的要求” Karthik Vasanth说。
 
   2018年12月TI宣布了四种全新的微型高精度数据转换器,每种转换器均具有业界同类产品中最小尺寸。新数据转换器可帮助设计人员在缩减系统板占用空间之余,增加更多智能及功能。DAC80508与DAC70508是八通道高精度数模转换器(DAC),分别提供真正的16位和14位分辨率。ADS122C04与ADS122U04是24位高精度模数转换器(ADC),分别提供双线I2C兼容接口及双线UART兼容接口。 这些新设备属于小体型、高性能或限制成本的高精度ADC和DAC,适用于工业、通信和个人电子应用。实例包括光学模块、现场变送器、电池供电系统、楼宇自动化及可穿戴电子设备。欲了解详细信息,请参考www.ti.com/smallestDACs-prwww.ti.com/smallestADCs-pr
 
   DAC和ADC产品尺寸近20年来缩小非常多。这样的变化对于信号链系统的设计人员来说有两方面好处:
“一是以DAC为例,TI提供了很小的封装,但是同时整合了很多东西在里面,比如参考源和振荡器,这些帮助用户可以更容易并更好地进行设计和评估。因为用了比较少的外部分离器件,所以更便于设计;二是TI芯片的体积非常小,2.4mm×2.4mm WCSP或者3mm×3mm QFN。WCSP的封装和QFN的封装是业界的标准。小体型对于用户在生产制造环节会有相应要求,比如SMT有足够的能力放这么小的器件,PC板要能够设计得那么小,用户需要考虑生产制造能力。同时TI也提供了很小的WCSP封装以及稍大一点的QFN封装供用户去做选择。另外TI提供了原理图,PCB的布局参考设计,来帮助用户使用TI的芯片去做设计。”
 
Karthik Vasanth先生表示 :TI会继续在在小体积、低功耗、高精度、高数据速率器件上持续投资;另外一个方向上,TI会投资在超高速数据转换器上,同时细分出不同的领域,比如超高速、低功耗,非常高性能如ADC12DJ3200等。
  
附录:4款新型DAC和ADC产品部分规格
DAC80508和DAC70508,在紧凑空间内打造卓越性能
•减小系统尺寸:这两款DAC都包括一个2.5-V,5-ppm/°C内部基准,从而不再需要外部精度基准。供应2.4 mm x 2.4 mm晶粒尺寸型球栅阵列封装(DSBGA)或晶圆级封装(WCSP)及3 mm x 3 mm四方扁平无引脚(QFN)-16封装,这些设备最多可比竞争对手产品小36%。新DAC使得设计人员不必在高性能与小尺寸之间艰难取舍,便于工程师实现最佳系统精度、减小板尺寸或增加通道密度。
•最大系统精度与更高可靠性:除紧凑尺寸外,DAC80508和DAC70508提供真正的1位最低有效位(LSB)积分非线性,因此能够实现16位和14位分辨率水平上的最高精度 - 与竞争对手产品相比,线性度高出66%。它们全部都具有从-40°C到+125°C的更大温度范围,提供如循环冗余校验(CRC)等特性,进而可提高系统可靠性。
 
通过ADS122C04和ADS122U04,减小系统尺寸和取得高性能
•最小体积:这些微型24位精度ADC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。
•改进性能:这两款设备都具有低漂移2.048-V,5-ppm/°C内部基准。它们的内置2%精度振荡器,有助设计人员改进电源线循环噪声抑制,在嘈杂环境中实现更高精度。设备的增益值为1到128,噪声则低至100 nV,故设计人员可测量小信号传感器,以及因采用一个ADC而形成的宽信号输入范围。此设备系列还供应引脚到引脚兼容的16位选项,这让设计人员只需调高或调低性能,便可灵活地满足各种系统要求。
 
(责任编辑:helen)
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