טקסס אינסטרומנטס (TI) הרחיבה את משפחת ממירי הנתונים המהירים שלהם עם משפחה חדשה של שמונה ממירים אנלוגיים לדיגיטליים (SAR) אנלוגיים לדיגיטליים (SAR) המאפשרים רכישת נתונים במהירות גבוהה בסביבות תעשייתיות. ADC3660 SAR ADC במיקוד לאתגרי בקרה בזמן אמת במערכות תעשייתיות, רזולוציות ADC14 SAR ברזולוציה של 16, 18 ו -10 סיביות במהירות דגימה שנעה בין 125 ל -65 MSPS טוענות להפחית את צריכת החשמל ב -80 אחוזים ולהפחית את זמן ההשהיה ב -XNUMX אחוז לעומת מכשירים תחרותיים.
במהלך מסיבת עיתונאים, מאט האן, מנהל קו מוצרים, ממירי נתונים מהירים ב- TI, הדגיש את הצורך בבקרה בזמן אמת במערכות תעשייתיות, ובכך את החשיבות של משפחת ADC3660 החדשה לא רק בתחום של זמן אמת. שליטה, אך גם מבחינת דיוק ומהירות גבוהה.
עד כה, מהנדסים המתכננים מערכות תעשייתיות נאלצו לבחור בין פשרות שונות מבחינת רעש וצריכת חשמל נמוכה - החלטה קשה במיוחד למי שמתכנן מכשירים המופעלים באמצעות סוללות הדורשים רכישת נתונים מדויקת. האן ציין כי משפחת ADC3660 שואפת להתמודד עם פשרות אלה ואתגרים אחרים, כולל דיוק, גודל וזמן עיצוב.
"מה שאנחנו מביאים לשולחן עכשיו שלא היה לפני כן הוא נישואין של דיוק, רעש, עוצמה, גודל ותכונות שמקלים מאוד על ההתקנה של מכשירים אלה למערכת," אמר האן. "ישנם מכשירים שקיימים בקצב הדגימה הזה בשוק, אבל מה שהבאנו לשולחן הוא ביצועי רעש טובים יותר בקצב הדגימה והרזולוציה ההם, כמו גם תכונות דיגיטליות משולבות וצריכת חשמל נמוכה ביותר."
שליטה דיגיטלית בזמן אמת
הגדלת הדיוק ברכישת נתונים במהירות עונה על צורך תעשייתי הולך וגובר בבקרה בזמן אמת. כאן, בלולאת בקרה דיגיטלית מהירה, ה- ADC פועל במערכת מורכבת להגיב למהיר מתח או שינויים עכשוויים ומסייע במניעת נזק יקר לרכיבים קריטיים במערכות ניהול צריכת חשמל.
"כשאתה מדבר על זמן אמת, אתה חושב על משהו מיידי," אמר האן. לכן, במערכת בקרה בזמן אמת, לרוב יש צורך בבקרה מיידית במקום בו יש חשיבות לדיוק ומהירות גבוהים, כמו למשל במצלמות הדמיה תרמית, תשתיות רשת, מנתחי איכות חשמל, חותכי פלזמה ויחידות מדידת מקורות, הוסיף.
איור 1: הפעלת בקרה בזמן אמת עם לולאות בקרה דיגיטליות (מקור: TI)
כמו שמוצג ב האיור 1, ישנם ארבעה חלקים מרכזיים בלולאת הבקרה הדיגיטלית. בלולאה המהירה RX, יש שרשרת אותות אנלוגית המביאה את הנתונים ל- ADC, במקרה זה ה- ADC3664, אשר מעובד על ידי FPGA, מיקרו-בקר בזמן אמת (MCU) או אפילו DSP, ומידע זה נלקח ומתורגם לעומס על ידי DAC, אמר האן. "משך הזמן הכולל שלוקח לזה לקרות נמדד במה שאנחנו מכנים חביון. לכן, בעבר חביון נמוך היה דבר שרק לולאת בקרה אנלוגית יכולה לאפשר מכיוון שלא הוגבלת בהכרח על ידי קצב הדגימה של ה- ADC, או אפילו הרעש של ה- ADC שמבצע מדידה מדויקת, "אמר האן.
ה- ADC החדש של TI מציע חביון ננו-שנייה, ומספק לא רק שליטה בזמן אמת אלא גם גמישות עיצובית. "מה שמאפשר לבקר דיגיטלי להיות גמיש הוא התכנות שמציע ה- ADC3664," אמר האן.
יכולת התכנות והתכנות בזמן אמת מאפשרות למעצב קצה להתאים אישית מערכת שתוכל להסתגל ליישומים מרובים על ידי שינוי פשוט של כמה פרמטרים בתוכנה, אמר האן. "התוצאה היא גמישות בעיצוב הקצה והרבה חיסכון בעלויות עבור הלקוח הסופי."
ADCs SAR
האן הדגיש כמה מכשירים במשפחת ה- ADC החדשה, המורכבים משמונה התקנים תואמים פינים לסיכים בתצורות ערוץ יחיד או כפול, ונעים בין 10 ל -125 MSPS בדרגות רזולוצין של 14, 16 ו -18 סיביות. . בהתאם למכשיר, המשפחה יכולה להציע עד 80 אחוז חביון נמוך יותר לבקרה בזמן אמת וטווח דינמי הכי טוב בכיתה בצריכת החשמל הנמוכה ביותר, כמו גם תכונות משולבות ותדרי דגימה גבוהים שהופכים את העיצוב לקל מאוד. אמר.
דוגמה אחת היא ה- ADC3683, שלטענת TI הוא ADC המהיר ביותר בתעשייה בן 18 סיביות. "ה- ADC3683 הוא ADC כפול-ערוצי בן 65 סיביות, 18 סיביות, והוא מדגם ארבע פעמים מהר יותר מהמכשיר הקרוב ביותר של 18 סיביות המתחרה בצפיפות הערוץ כפולה", אמר האן. "זה משפר את ביצועי הרעש ביישומי תדרים צרים, כמו מכשירי רדיו ניידים עם יחס אות לרעש (SNR) של 84.2 dB וצפיפות ספקטרלית רעש של -160 dBFS / הרץ. יתר על כן, היא צורכת פחות כוח ב -94 מגה-וואט לערוץ ומאפשרת מערכות לרכישת נתונים ברמת דיוק גבוהה, כגון יחידות מדידת מקורות וסוגים אחרים של מכשור כף יד, "אמר האן.
איור 2: תרשים יישום של ADC3683 (מקור: TI)
ADC125 של 14 סיביות, 3664 סיביות, כפול ערוצים (צוין קודם לכן) הוא גרסה אחרת המספקת זמן אחזור נמוך (שעון אחד, 1 ננו) ועוזר לשמור על רכיבים קריטיים ולהגדיל את דיוק הכלים ביישומים כמו סמיקונדקטור מערכות ייצור. השהיה נמוכה במיוחד של המכשירים מאפשרת לולאות בקרה דיגיטליות מהירות במגוון רחב של מערכות תעשייתיות לניטור מדויק יותר ולהגיב על קפיצי מתח וזרם.
גרסה ספציפית זו מספקת חביון נמוך ב -80 אחוזים, הנמוך ממכשירים תחרותיים במהירויות דומות כולל SAR ו- ADC של ארכיטקטורת צינור, אמר האן.
איור 3: תרשים יישום של ADC3664 (מקור: TI)
במונחים של צריכת חשמל נמוכה, ADC65 בגודל 16-MSPS, 3660 סיביות, מספק רעש נמוך במיוחד ב- SNR 82 dBFS, ומשפר את רזולוציית התמונה ביישומי סונאר תוך צריכת הספק של 65 אחוז פחות (71 מגוואט לערוץ) בהשוואה למכשיר התחרותי המקביל. אמר האן.
"עבור יישום כמו סונאר עם 65 אחוז פחות הספק הוא מכשיר מאוד משכנע וגם 65-MSPS, ערוץ כפול של 16 סיביות הופך אותו לאידיאלי ויכול לעתים קרובות לחסל רכיבי שרשרת אותות נוספים בנתיב בגלל אותו עוצמה נמוכה. צריכה ", אמר. "ביטול נתיב שרשרת האותות יכול גם להפחית את צריכת החשמל הכוללת של המערכת."
איור 4: דיאגרמת בלוקים פונקציונלית של ה- ADC3660 (מקור: TI)
הפחתת מורכבות העיצוב
שיעורי הדגימה הגבוהים והתכונות המשולבות של משפחת ADC3660 עוזרים למעצבים להפחית את מספר הרכיבים במערכות שלהם. לדוגמא, ה- ADC3683 מאפשר דגימת יתר, המרחיקה הרמוניות מהאות הרצוי. זה מאפשר למעצבים להפחית את מורכבותו של הפילטר נגד חיוג ומספר הרכיבים במערכת עד 75 אחוזים.
מאפיינים משפחתיים אחרים המפחיתים את מורכבות העיצוב כוללים אפשרויות פירוק על שבב המאפשרות למעצבים להסיר רעשים והרמוניות לא רצויים במערכת ולהגדיל את ה- SNR ואת טווח הדינמיקה המזויף ללא עד 15 dB. אפשרויות השמצה אלו וממשק CMOS מאפשרים למעצבים להשתמש ב- ADC עם מעבדים מבוססי זרוע או DSP במקום FPGA, מה שיכול לעזור להפחית את עלות המערכת.
"אנו מביאים את פונקציונליות החישוב מהמעבד ל- ADC וזה מוריד את עלויות המערכת עם מעבד מבוסס זרוע או DSP וזה מגדיל את פונקציונליות המערכת בכך שהוא יכול למנף משאבי מעבד למשימות אחרות," אמר האן. .
המכשירים ADC3563, ADC3583, ADC3643, ADC3660, ADC3663, ADC3664 ו- ADC3683 זמינים כעת מ- TI בחבילה 5 × 5 מ"מ דקה מאוד ללא עופרת (WQFN). גרסאות טרום-ייצור של ה- ADC3541 זמינות כעת, רק ב- TI.com, עם ייצור נפח צפוי ברבעון הראשון של 2022. זמין כעת ב- TI, מחיר מודולי הערכה הוא 249 דולר.
על טקסס אינסטרומנטס