低功耗ADC不只限于便攜應(yīng)用

如果認(rèn)為復(fù)雜而多變的模擬世界只有單一的主導(dǎo)“趨勢(shì)”就過(guò)于單純了，但一些趨勢(shì)就是更明顯。例如，對(duì)于模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)來(lái)說(shuō)，“低功耗”趨勢(shì)幾乎比所有分辨率和速度趨勢(shì)都要強(qiáng)。

特別有趣的是，現(xiàn)在低功耗應(yīng)用已經(jīng)明顯擴(kuò)展到了手持式電池供電儀器之外的領(lǐng)域，包括高通道數(shù)的設(shè)計(jì)，如X光檢查機(jī)、超聲波和核磁共振儀等，在這些應(yīng)用中模擬通道的功耗相對(duì)系統(tǒng)其余部分而言已經(jīng)非常小。

如果整機(jī)要從電力線吸收數(shù)萬(wàn)瓦的功率，為何模擬前端消耗個(gè)幾瓦還那么重要呢？這有兩方面的因素，一是向IC提供純凈電源軌的成本，另一個(gè)是電路板上的局部散熱。通過(guò)降低功耗可以簡(jiǎn)化供電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，同時(shí)由于熱負(fù)載的降低還能增加更多的通道數(shù)量。

另外，低功耗允許IC供應(yīng)商在單個(gè)IC中集成更多的通道，進(jìn)一步提高前端密度。

簡(jiǎn)化材料清單(BOM)也是設(shè)計(jì)師的最大愿望之一。Maxim公司信號(hào)處理與轉(zhuǎn)換部業(yè)務(wù)經(jīng)理Steve Logan表示，設(shè)計(jì)師都希望“單個(gè)ADC能滿足他們盡可能多的需求，能運(yùn)行在最大速度，并通過(guò)超采樣和平均等后處理得到更高的信噪比?；蛘邔?duì)于較低速度的應(yīng)用，他們會(huì)降低采樣速度來(lái)達(dá)到節(jié)省功耗的目的。”

縮小外形尺寸的另外一種策略是提高集成度和增加功能，例如每個(gè)ADC都需要的參考電壓功能。高端參考電壓的集成說(shuō)起來(lái)容易，做起來(lái)難，凌力爾特公司混合信號(hào)產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理Alison Steer認(rèn)為，“能夠保證溫度性能的精密參考實(shí)現(xiàn)起來(lái)并不那么容易，所以這正是我們?cè)诠I(yè)和汽車(chē)市場(chǎng)體現(xiàn)價(jià)值的地方，我們的產(chǎn)品可以在寬溫度范圍內(nèi)保證低漂移指標(biāo)?！?

使一個(gè)轉(zhuǎn)換器適合多種信號(hào)類(lèi)型是另一種設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化策略。ADI公司精密ADC部門(mén)營(yíng)銷(xiāo)與應(yīng)用總監(jiān)James Caffrey指出，“轉(zhuǎn)換器性能的突破正在允許單個(gè)轉(zhuǎn)換器處理不同幅度和信號(hào)類(lèi)型的輸入，如溫度、濕度和壓力，并且預(yù)處理工作最少?！?

當(dāng)然，不僅是ADC的模擬側(cè)是這樣。輸出轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)、管理和監(jiān)視轉(zhuǎn)換器及子系統(tǒng)都是關(guān)鍵。據(jù)美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司(NSC)精密信號(hào)路徑部門(mén)的高級(jí)營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理Harold Joseph表示，“這意味著越來(lái)越多的用戶需要使用I2C總線兼容ADC來(lái)測(cè)量更多的系統(tǒng)功能，并且不要求增加處理器輸入?！?

但是，IC設(shè)計(jì)師可以集成進(jìn)封裝的總數(shù)是有限的。Samplify Systems公司營(yíng)銷(xiāo)副總裁Allan Evans指出，“這種數(shù)據(jù)的爆發(fā)式增長(zhǎng)迫切要求將這些器件集成進(jìn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，應(yīng)對(duì)這一趨勢(shì)需要以下技術(shù)：信號(hào)壓縮以降低匯聚比特率，高速串行接口以減少I(mǎi)/O數(shù)量，端口集中以使可用I/O的使用率最大。”

總之，這些技術(shù)電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)師都想要，而且現(xiàn)在就要。附表給出了演示這些趨勢(shì)的產(chǎn)品概要。