低功耗ADC不只限于便携应用 - 模拟技术 - 电子工程师俱乐部

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作者：施维柏

如果认为复杂而多变的模拟世界只有单一的主导“趋势”就过于单纯了，但一些趋势就是更明显。例如，对于模数转换器(ADC)来说，“低功耗”趋势几乎比所有分辨率和速度趋势都要强。

特别有趣的是，现在低功耗应用已经明显扩展到了手持式电池供电仪器之外的领域，包括高通道数的设计，如X光检查机、超声波和核磁共振仪等，在这些应用中模拟通道的功耗相对系统其余部分而言已经非常小。

如果整机要从电力线吸收数万瓦的功率，为何模拟前端消耗个几瓦还那么重要呢？这有两方面的因素，一是向IC提供纯净电源轨的成本，另一个是电路板上的局部散热。通过降低功耗可以简化供电子系统的设计，同时由于热负载的降低还能增加更多的通道数量。

另外，低功耗允许IC供应商在单个IC中集成更多的通道，进一步提高前端密度。

简化材料清单(BOM)也是设计师的最大愿望之一。Maxim公司信号处理与转换部业务经理Steve Logan表示，设计师都希望“单个ADC能满足他们尽可能多的需求，能运行在最大速度，并通过超采样和平均等后处理得到更高的信噪比。或者对于较低速度的应用，他们会降低采样速度来达到节省功耗的目的。”

缩小外形尺寸的另外一种策略是提高集成度和增加功能，例如每个ADC都需要的参考电压功能。高端参考电压的集成说起来容易，做起来难，凌力尔特公司混合信号产品营销经理Alison Steer认为，“能够保证温度性能的精密参考实现起来并不那么容易，所以这正是我们在工业和汽车市场体现价值的地方，我们的产品可以在宽温度范围内保证低漂移指标。”

使一个转换器适合多种信号类型是另一种设计简化策略。ADI公司精密ADC部门营销与应用总监 James Caffrey指出，“转换器性能的突破正在允许单个转换器处理不同幅度和信号类型的输入，如温度、湿度和压力，并且预处理工作最少。”

当然，不仅是ADC的模拟侧是这样。输出转换后的数据、管理和监视转换器及子系统都是关键。据美国国家半导体公司(NSC)精密信号路径部门的高级营销经理 Harold Joseph表示，“这意味着越来越多的用户需要使用I2C总线兼容ADC来测量更多的系统功能，并且不要求增加处理器输入。”

但是，IC设计师可以集成进封装的总数是有限的。Samplify Systems公司营销副总裁Allan Evans指出，“这种数据的爆发式增长迫切要求将这些器件集成进数据采集系统，应对这一趋势需要以下技术：信号压缩以降低汇聚比特率，高速串行接口以减少I/O数量，端口集中以使可用I/O的使用率最大。”

总之，这些技术电路和系统设计师都想要，而且现在就要。附表给出了演示这些趋势的产品概要。