要測試精密儀器儀表，需要使用超低失真、低噪聲、高性能的信號發(fā)生器。新的產(chǎn)品通常需要保證性能指標(biāo)在較高的水平。有些參考設(shè)計(jì)(例如ADMX1002)利用高性能精密數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)簡化了這一任務(wù)，這些轉(zhuǎn)換器具有出色的精度和分辨率水平。1此外，加入一種創(chuàng)新數(shù)字預(yù)失真算法可以進(jìn)一步增強(qiáng)測試信號的保真度，從而以低成本的小尺寸實(shí)現(xiàn)出色的低失真信號。
你可以跟Siri對話，獲取路線指引和查詢天氣。在家中，Alexa不僅可以開燈和播放你最喜歡的音樂，還可以打開暖氣和空調(diào)。我們都已經(jīng)習(xí)慣了這個(gè)“始終在線”的世界。如今，我們滿懷期待，希望在車內(nèi)也能獲得這些個(gè)性化連接體驗(yàn)。
無論是黑燈工廠里設(shè)備的有序運(yùn)行，還是溫馨家居中電器的自動(dòng)感知，抑或是數(shù)字醫(yī)療中的體征信號數(shù)據(jù)采集，微控制器（MCU）幾乎是解決一切有控制需求場景的“萬能鑰匙”。近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)走入更廣泛的場景，例如可穿戴設(shè)備、遠(yuǎn)程測控、無線傳感等諸多應(yīng)用中，衍生出大量的低功耗類數(shù)據(jù)采集和控制需求，低功耗MCU成為微控制器品類中的一個(gè)重要細(xì)分市場。根據(jù)相關(guān)資訊預(yù)測，在全球微控制器市場份額中，低功耗微控制器約占15%～20％，2019年市場規(guī)模為44億美元，預(yù)計(jì)到2024年將增長到129億美元，年復(fù)合增長率（CAGR）高達(dá)24.1％。
精密數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)通常由高性能的分立式線性信號鏈模塊組成，用于測量和保護(hù)、調(diào)節(jié)和獲取，或者合成和驅(qū)動(dòng)。硬件設(shè)計(jì)人員在開發(fā)這些數(shù)據(jù)采集信號鏈時(shí)，一般需要高輸入阻抗，以直接連接多種傳感器。在這種情況下，通常需要利用可編程增益使電路適應(yīng)不同的輸入信號幅度——單極性或雙極性和單端或差分信號，具有可變共模電壓。大多數(shù)PGIA傳統(tǒng)上由單端輸出組成，該輸出不能直接全速驅(qū)動(dòng)基于全差分、高精度SAR架構(gòu)的ADC，需要至少一個(gè)信號調(diào)理或驅(qū)動(dòng)級放大器。隨著人們越來越注重通過系統(tǒng)軟件和應(yīng)用來提供與眾不同的系統(tǒng)解決方案，整個(gè)行業(yè)不斷迅速發(fā)展變化。但是，受緊張的研發(fā)預(yù)算和上市時(shí)間限制，用于構(gòu)建模擬電路并制作原型來驗(yàn)證其功能的時(shí)間也越來越少。這樣就增加了硬件開發(fā)資源的壓力，需要進(jìn)一步減少設(shè)計(jì)迭代。本文將介紹在設(shè)計(jì)分立式寬帶全差分PGIA時(shí)要注意的關(guān)鍵事項(xiàng)，并展示PGIA在驅(qū)動(dòng)高速信號鏈μModule?數(shù)據(jù)采集解決方案時(shí)的精密性能。
零漂移運(yùn)算放大器使用斬波、自穩(wěn)零或這兩種技術(shù)的結(jié)合來消除不需要的低頻誤差源，例如失調(diào)和1/f噪聲。傳統(tǒng)上，此類放大器僅用于低帶寬應(yīng)用中，因?yàn)檫@些技術(shù)在較高頻率時(shí)會(huì)產(chǎn)生偽像。只要系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮了高頻誤差，例如紋波、毛刺和交調(diào)失真(IMD)等，較寬帶寬的解決方案也可以受益于零漂移運(yùn)算放大器的出色直流性能。
繼智能手機(jī)后，近年來可穿戴設(shè)備正“包攬”全身，逐步成為消費(fèi)者新時(shí)尚：耳戴TWS耳機(jī)，腕戴智能手環(huán)/智能手表，頭戴智能眼鏡/智能頭顯，身穿心電T恤……多種多樣的智能穿戴設(shè)備正成為繼手機(jī)后撬動(dòng)著消費(fèi)電子市場增長的新亮點(diǎn)。但看似百花齊放的繁榮表象背后，可穿戴設(shè)備發(fā)展卻暗藏隱憂——應(yīng)用場景單一、功能更新緩慢、同質(zhì)化嚴(yán)重、入局者眾多……
正如本系列文章上篇所討論的，設(shè)計(jì)和優(yōu)化基于熱敏電阻的應(yīng)用解決方案涉及到不同挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)包括上篇文中討論過的傳感器選擇和電路配置。其他挑戰(zhàn)有測量優(yōu)化——包括ADC配置和選擇外部元件，同時(shí)確保ADC在規(guī)格范圍內(nèi)運(yùn)行以及系統(tǒng)優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)性能并確定與ADC和整個(gè)系統(tǒng)相關(guān)的誤差源。
本系列文章分為上下兩篇。上篇首先討論基于熱敏電阻的溫度測量系統(tǒng)的歷史和設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，以及它與基于電阻溫度檢測器(RTD)的溫度測量系統(tǒng)的比較。文中還會(huì)簡要介紹熱敏電阻選擇、配置權(quán)衡，以及Σ-Δ型模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)在該應(yīng)用領(lǐng)域中的重要作用。下篇將詳細(xì)介紹如何優(yōu)化和評估基于熱敏電阻的最終測量系統(tǒng)。
溫度是過程控制系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵測量指標(biāo)。人們可以直接測量，例如測量化學(xué)反應(yīng)的溫度，也可以補(bǔ)償測量，例如通過壓力傳感器的溫度補(bǔ)償。對于任何系統(tǒng)設(shè)計(jì)，準(zhǔn)確、可靠、穩(wěn)健的溫度測量往往都很關(guān)鍵。對于某些終端設(shè)計(jì)，檢測系統(tǒng)故障則至關(guān)重要，一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，就會(huì)轉(zhuǎn)換到安全狀態(tài)。因此在這些環(huán)境中應(yīng)該使用功能安全設(shè)計(jì)，通過認(rèn)證級別來表明設(shè)計(jì)的診斷覆蓋率水平。
自2000年(GE)首次推出數(shù)字超聲技術(shù)以來，超聲市場發(fā)展迅速。超聲技術(shù)已從基于靜態(tài)轉(zhuǎn)向動(dòng)態(tài)，并從黑白轉(zhuǎn)向彩色多普勒。隨著超聲應(yīng)用越來越多，對組件的要求也不斷提高，例如與探頭、AFE和電源系統(tǒng)相關(guān)的要求。
在健康和健身可穿戴設(shè)備的功能列表中，心率(HR)和血氧飽和度(SpO2)正迅速從“期待擁有”階段進(jìn)入“有望實(shí)現(xiàn)”階段。不過，這種轉(zhuǎn)變卻導(dǎo)致讀數(shù)質(zhì)量下降。這是由于一些傳感器制造商急于滿足市場需求，放松了產(chǎn)品質(zhì)量，引發(fā)人們對產(chǎn)品精確度的質(zhì)疑。雖然對于日常使用的可穿戴設(shè)備，讀數(shù)準(zhǔn)確性可能不太關(guān)鍵，但在臨床級可穿戴設(shè)備上，測量結(jié)果的質(zhì)量和完整性則必須可靠。因此設(shè)計(jì)人員面臨著一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)：如何在進(jìn)行高質(zhì)量的HR和SpO2測量時(shí)，不會(huì)消耗過多的設(shè)備電池電量?對此，ADI將在本文介紹為何傳統(tǒng)光學(xué)讀數(shù)方法會(huì)浪費(fèi)電能，并提供一種采用新型架構(gòu)、可執(zhí)行臨床級測量的低功耗傳感器IC。
中國，北京 — 2022年11月17日 — Analog Devices, Inc. (Nasdaq: ADI)宣布推出長距離單對以太網(wǎng)供電(SPoE)供電設(shè)備(PSE)和受電設(shè)備(PD)解決方案，助力客戶提升智能樓宇、工廠自動(dòng)化以及傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)邊緣上其他應(yīng)用的智能水平。此系列方案產(chǎn)品支持實(shí)時(shí)電源管理和遙測功能，不僅待機(jī)功耗超低，且易于安裝，利于在工廠和樓宇自動(dòng)化應(yīng)用中打通“最后一英里”的供電連接。
未來，特定的醫(yī)療檢測可以在家里進(jìn)行，比如懷孕和通過葡萄糖監(jiān)測對糖尿病進(jìn)行關(guān)鍵管理，不過居家檢測的選擇范圍仍然相當(dāng)有限。大多數(shù)醫(yī)療檢測始于醫(yī)院和醫(yī)生辦公室等臨床護(hù)理點(diǎn)(POC)，但由于所需設(shè)備和化學(xué)試劑的規(guī)模和復(fù)雜性，檢測本身通常是在集中的第三方實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。
多路復(fù)用SAR ADC通常用于需要不斷監(jiān)測系統(tǒng)中多個(gè)關(guān)鍵變量的應(yīng)用。在光通信應(yīng)用中，可以通過光功率測量監(jiān)測激光偏壓，而在VSM應(yīng)用中可以監(jiān)測來自電極的EEG/ECG信號。這些多路復(fù)用應(yīng)用有一些共同的要求：
電子掃描陣列(ESA)中會(huì)使用移相器(PS)和實(shí)時(shí)延遲(TTD)或兩者的組合，在陣列的轉(zhuǎn)向角限值內(nèi)使匯聚波束指向目標(biāo)方向。而用于實(shí)現(xiàn)錐形波束的可調(diào)衰減器也可被視為波束成形元件。本文將探討在相同的ESA中，在何處以及如何使用TTD和PS分層方法可以幫助消除一些相控陣設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。
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