新聞中心

EEPW首頁 > 模擬技術 > 設計應用威斯尼人下载 > 微型數據轉換器如何通過更小尺寸為您帶來更多價值

(注:Kaustubh Gadgil和Robert Schreiber合撰此技術文章。)

本文引用地址:http://aato21.com/article/201912/408396.htm

隨著系統尺寸越來越小,每平方毫米的印刷電路板()面積都至關重要。與此同時,隨著對數據需求的增加,則需要監視更多的傳感器。

本文將討論如何顯著減少占用空間,增加通道密度以及最大限度地發揮其他組件和功能與TI微型高度集成的優勢,從而以更小的尺寸創造更多的價值。

第一個優點:占用空間更小

和封裝技術的進步使得電子元件變得越來越小。

如圖1所示,TI最新的單通道ADC(ADS7042)占用空間為2.25mm2,幾乎是十年前同類ADC的一半。同樣,TI最新的單通道DAC(DAC53401)是十年前同類DAC的四分之一。同樣,對于多通道應用,TI最新的8通道ADC(ADS7138)和DAC(DAC53608)的占用空間均為9mm2(每個通道約1mm2)。

image.png

1TI

這些微型可以減少空間受限設計的PCB尺寸,或可將更多通道集成到相同的PCB尺寸中,或兩者兼有。

優點2:集成模擬功能

威斯尼人下载許多系統使用分立元件和無源元件來實現各種模擬功能,如信號調節、偏置和比較器。由于TI的小型數據轉換器集成了這些功能,它們可以消除許多分立和無源元件,從而減小了PCB的尺寸,簡化了設計,并且提高了性能和可靠性。

威斯尼人下载此類集成的一些例子包括:

·         外部組件更少

威斯尼人下载如圖2所示,DAC53401集成了輸出緩沖器和內部基準,節省了PCB面積和成本。

image.png

圖2:DAC53401中的集成基準和緩沖器

威斯尼人下载另一個例子是圖3所示的ADS7138。對于大多數應用,ADS7138在輸入端不需要驅動放大器,因而可再次節省PCB面積和成本。

 image.png

圖3:ADS7138不需要外部放大器

·         偏置電壓產生(固定和可變)

DAC53401的電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM)和壓擺率控制特性為產生固定或可變的偏置電壓提供了良好條件。圖4所示為一個照明應用的示例。

image.png

圖4:偏置LED的DACx3401

模擬和數字比較器

威斯尼人下载比較器通常被用在這樣的系統中:因為當電流、電壓和溫度等任何關鍵信號偏離其預期范圍時,它會立即向主機控制器發出警報。此比較器應具有快速響應時間和能夠避免誤報。

如圖5所示,單獨反饋引腳(FB)可以讓您把DAC53401當作帶可編程閾值電壓的模擬比較器使用。

image.png 

圖5:DACx3401可以訪問其內部放大器反饋路徑

如圖6所示,ADS7138將數字比較器功能與可編程閾值、滯后和事件計數器等功能集成在一起,大大降低了錯報的可能性。

image.png

圖6:作為數字比較器的ADS7138

優點3:集成數字特征

威斯尼人下载更小的數據轉換器不僅可以進行遠程傳感器調節,還可以進行遠程數據處理。本地處理提高了遠程傳感器的性能,減少了報警時的響應時間,并釋放了中央處理器中的一些處理帶寬。

例子包括:

·         提高噪聲性能的輸出平均

威斯尼人下载如要減少系統中噪聲的影響,通常的做法是在短時間內平均傳感器讀數。如圖7所示,ADS7138可以平均多達128個樣本,能將噪聲的影響減少10倍以上。


image.png 

圖7:ADS7138內部的平均特性

·         通用輸入/輸出(GPIO)

在許多系統中,檢測報警事件需要立即進行控制操作(如關閉加熱元件或打開危險指示器)。在ADS7138中,一些模擬輸入通道可以監測傳感器,而未使用的模擬輸入通道可以用作GPIO引腳。如圖8所示,被監測的傳感器可以本地控制GPIO引腳的狀態,或者使用I2C接口的中央處理器可以遠程控制狀態。

image.png 

圖8:ADS7138: ADC和GPIO

波形產生

在某些系統中,您需要生成特定的波形以產生提示音(如在醫療應用中)或創造LED呼吸效果(如在照明應用中)。像DAC53401這樣的DAC具有稱之為連續波形生成的特性,使您能夠生成三角形、正方形、梯形或鋸齒波,如圖9所示。

image.png 

圖9:生成多種波形的DACx3401

·         循環冗余校驗(CRC)

使用ADCs (如ADS7138)進行關鍵監測功能或冗余測量時,必須保持數據完整性。如圖10所示,ADS7138通過在ADC和中央處理器之間的數據通信上執行CRC來實現這一點。

image.png 

圖10:輸入和輸出數據上帶有CRC的ADS7138

如圖11所示,DAC53401和DAC43401等DAC使用CRC來確保寫入或從非易失性存儲器或EEPROM加載的內容沒有損壞。

image.png

圖11:NVM上帶CRC的DACx3401

集成這些模擬功能和數字特性可能會導致集成電路更加復雜,但它可以通過添加處理和診斷能力大大減少整個系統的復雜性。



關鍵詞: 數據轉換器 PCB
分享給小伙伴們:

評論


相關推薦

技術專區

關閉