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                [导读]能否让高速和高精度兼顾并存?答案是确定的,TI就在最近推出的全新的ADC3660系列中实现,TI高速数据转换器产品线经理Matthew Hann为记者揭秘产品背后的秘密。

                提到ADC(Analog-to-Digital Converter,模拟数字转换器),就不得不提到“转换速率”和“转换精度”两个龙族已经臣服于你关键基础指标。根据两个指标,目前普遍分为高速高精度、低速高精度、高速低精度以及低速低精度四种类型的ADC器件。

                那么问题来了,能否让高速和高精度兼顾并存?答案是确定的,TI就在最近推出的全新的ADC3660系列中实现,TI高速数据转换器产品线经理Matthew Hann为记者揭秘产品背后的秘密。

                兼顾高速和高精度的ADC3660系列

                根据Matthew Hann的介绍,全新发布的ADC3660系列产品拥有相比业界同等器件更低的延迟、低功耗和低动态范围。

                完整系列分辨率涵盖14、16到18位,采样速度为10-125MSPS的高速取样率。这样的好处是可以赋予工程师最大的灵活度。工程师可依据目前面临的挑战或问题选取最适合应用设计的器件,设计结束后无需改变原本的路线图,只需更换相同或类似等级的器件即可解决问题,整体设计会更简单、相融性更好。

                ADC3683是业界超快的18位双通道ADC,转换速率高达五九九65MSPS。Matthew Hann介绍表示,该产品在两倍通道密度下能够实现比同类快4倍的采样率;拥有较低的噪声,可以帮助检测外界微小的讯号;功耗极低,每通道仅94mW,在便携式应用上非常方便。

                通过Matthew Hann展示的雷达或无线电应用示例中,假若产品长时间使用,ADC3683能帮助实现设计和产品。与此同时,ADC3683能够精准监测电压电流状况,从而让后台控制端进行适当处理。

                ADC3664是系列产品最快速的ADC,分辨率为14位,转换速率高达125MSPS,与同类器件相比拥有更低的延迟。

                Matthew Hann强调,目前设计高速ADC有两个架构,其一为SAR架构,另一个为流水线架构。两种架构都能够实现模拟到数字的转换,但在这样架构之下,ADC3664与同类产品相比低80%的延迟,约为一个时钟,8ns的反应速度。所以在任何场景下反应速度都非常迅速及时。

                ADC3660不仅拥有不俗的65MSPS转换速率,16位分辨率,还拥有比同类器件低65%的功耗性能,每通道仅71mW。Matthew Hann强调,这种功耗之下的产品更具电池续航时间优势。

                ADC3660有许多应用场景,比如声呐监测水底物体或鱼群,实际上这种波折返的信号是很小的,这种微弱的信号对于ADC3660并不是问题,因此相比来说产品更具优势和竞争力,是业界很难达到的水平。

                ADC3660系列也拥有特殊的功能设计,可将待处理数据发送到后端DSP或FPGA处理器,大大降低后端处理时间,降低频宽。Matthew Hann强调,这个功能在业界是独特的,可让设计者在数据处理上更加灵活,更容易找到想要的结果和目标。除此之外,系列产品还集成了很多功能在其中,也可以达到降低成本的目标。

                这种设计源于市场需求

                实际上,TI推出这样的兼顾高速和高精度的产品来源于市甚至拿命去拼场需求。根据Matthew Hann的介绍,当今工业系统在实时控制的需求上强烈,包括热像仪、电网基础设施、电能质嘶量分析监测、等离子切割机、源测量单元等。

                ADC是数字控制环路的关键,将外界的光、热的模拟物理量讯号通过LNA放大器、ADC精准快速取样,再进入DSP或FPGA进行数字的控制。如今环境下,有很多需要实时监控和反应的情况,这时就要求机器又快又精准,这是非常大的挑战。

                ADC3660系列中ADC3664拥有高精度、高可靠度、高效率、安全性兼顾十级仙帝的特性,不仅能够及时快速地反馈各种参数,也能帮助工一剑之下厂及时发现问题并作出补救,保护工人以及工厂环境,同时在运作时功耗也是相对较低的。

                Matthew Hann强调,客户目前正在面对各种挑战,而ADC3660正是应对这些问题的关键没想到艾当初一个修真界:改善噪声性能功耗会增加,系统尺寸和布板空间越来越小,处理器配置和滤波器设计会增加系统成本并需要数周的开发时间,系统需要能够准确监控电压和电流的快速变化并对其作出响应,更高的动态范围使系统能够检测低电平信号从而提高信号采集的精度。

                在高精度和高采样率上取得这种平衡上,TI考量的关键点是客户的需求。“刚刚提到的这些场景,有些场景可能只需要准确性最好的,不需要一剑直接朝那白发老者轰然斩了下去很快,但有些场景它是需要快,不需要很准。然而在我们的生活环境里,越来越多的应用场景需要准确且快速。如果可以很快地反应,能够截取非常精准非常微小的讯号,在这样的前提下保持更低功耗越,就能实现更多创新产品,开发更多可能的应用,大大提升生活的便利性” ,Matthew Hann如是说。

                高速ADC和低速ADC在干扰的处理上,Matthew Hann认为其实ADC最重要的是如何去真实呈现实际物理量的讯号到数字端,而不是去把一些杂讯和噪声转化成数字。所以针对这些噪声,要去做一些去除。除了在布局中进行考量,IC器件本身的噪声也是设计开发时必须要突眼中精光爆闪破的。ADC3660系列使用非常创新的技术,拥有非常低的噪声。

                对于从外界进来的讯号干扰,不是去截取的信号,而是要把它挡掉。所以如何挡掉,需要有一个滤波器,就可以让这些杂讯不会进入ADC,只有真正想要取样的信号可以进到ADC中完成模拟转数字的动作。ADC3660系列可以让工程师对滤波器的设计可以变得非常简单,这得益于产品的高取样度,所以滤波设计的阶数就可以不用那么高。如果使用被动元件,所需的电感甚至电阻的数量就会大大地降低。

                除了自身强悍的特性,不可忽视的是TI从产品线上给予工程师非常多的选择,使得产品选型上更能满足需求。除了上述新系列产品,TI本身就已拥有功能丰富、种类繁多的数据转换器产品系列。从超高精度上讲,ADC高达32位分辨率,DAC高达20位分辨率;从超高速度上讲,ADC高达10.4GSPS,DAC高达9GSPS。

                新发布ADC3660系列可以应用在很多的产品领域上,比如雷达、工厂自动化、电厂的安全监控保护甚至是电机控制,都可以赋能产品又快又准的工作能力。“这是一个非常棒的一个愿景,希望我们这个产品可以帮助大家实现”,Matthew Hann如是说。

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                付斌

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