ADC(Analog to digital converter), DAC(Digital to analog converter)模數(shù)混合芯片，是連接模擬和數(shù)字世界之間的橋梁。ADC、DAC，特別是超高速（采樣率≥100Msps）芯片，是未來4G/5G基站、100G光通信、測(cè)試測(cè)量設(shè)備及數(shù)字雷達(dá)等應(yīng)用領(lǐng)域的核心器件，將在工業(yè)、通信以及個(gè)人電子設(shè)備領(lǐng)域有更廣闊的應(yīng)用和發(fā)展空間。出于節(jié)省體積、提升性能、限制成本的考量，市場(chǎng)對(duì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器提出更嚴(yán)苛的要求。如何重新定義其設(shè)計(jì)方法、產(chǎn)品和工具，成為解決當(dāng)下行業(yè)需求的關(guān)鍵。

作為嵌入式處理器和模擬半導(dǎo)體的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，德州儀器（TI）于2018年12月4日舉行媒體發(fā)布會(huì)，推出四款全新超小型高性能高可靠性的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品。德州儀器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品業(yè)務(wù)部副總裁兼總經(jīng)理Karthik Vasanth先生，德州儀器市場(chǎng)拓展經(jīng)理劉貽科先生為到場(chǎng)來賓詳細(xì)介紹TI新款數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品，分享TI如何將創(chuàng)新技術(shù)與產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)投入市場(chǎng)應(yīng)用，從而加速行業(yè)發(fā)展。

德州儀器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品業(yè)務(wù)部副總裁兼總經(jīng)理Karthik Vasanth先生

德州儀器市場(chǎng)拓展經(jīng)理劉貽科

獨(dú)具特色的小尺寸高精度DAC/ADC產(chǎn)品

市場(chǎng)變遷推動(dòng)著新技術(shù)的涌現(xiàn)與發(fā)展。隨著中國(guó)制造2025、工業(yè)4.0等概念的提出，制造業(yè)對(duì)自動(dòng)化、智能化生產(chǎn)模式的需求日益增長(zhǎng)，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的每個(gè)節(jié)點(diǎn)上需要更多傳感器，同時(shí)每件設(shè)備上集成的功能越來越多，對(duì)產(chǎn)品密度和傳感器精度將提出更高要求。德州儀器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品業(yè)務(wù)部副總裁兼總經(jīng)理Karthik Vasanth先生介紹說，TI的DAC80508與DAC70508“具備業(yè)界同級(jí)產(chǎn)品中最小巧體積”，是八通道高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)，分別提供真正的16位和14位分辨率，2.4mmx2.4mm晶圓級(jí)封裝(WCSP)，相比其他競(jìng)品體積減小36%。并且兩款DAC都包括一個(gè)2.5-V，5-ppm/°C內(nèi)部基準(zhǔn)，不再需要外部精度基準(zhǔn)。集成式內(nèi)部基準(zhǔn)可進(jìn)一步縮減系統(tǒng)尺寸。

除緊湊尺寸外，DAC80508和DAC70508提供1位最小有效位(LSB)積分非線性，在16和14位分辨率的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)高精度——其線性度與其他競(jìng)品相比高出66%。并且將一般工業(yè)溫度-20°C到+105°C，提升至-40°C到+125°C的更大溫度范圍，提供如循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)等特性，進(jìn)而可提高系統(tǒng)可靠性。新DAC使得設(shè)計(jì)人員不必在高性能與小尺寸之間艱難取舍，便于工程師實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)高精度、減小板尺寸或增加通道密度。

另兩款A(yù)DC同樣集高性能與高可靠性于一體。ADS122C04與ADS122U04是24位高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，可提供3mmx3mm特薄QFN(WQFN)-16和5mmx4.4mm超薄緊縮小型封裝(TSSOP)-16選項(xiàng)。并且分別提供雙線I2C兼容接口及雙線UART兼容接口，雙線接口只需少量數(shù)字隔離通道，因而可降低隔離系統(tǒng)的總成本。

除此之外，新款A(yù)DS122C04與ADS122U04都具有低漂移2.048-V，5-ppm/°C內(nèi)部基準(zhǔn)和內(nèi)置2%精度的振蕩器，有助于設(shè)計(jì)人員改進(jìn)電源線循環(huán)噪聲抑制，在嘈雜環(huán)境中達(dá)到更高精度。設(shè)備的增益值為1到128，噪聲則可低至100nV。具有完全標(biāo)定的從-40°C到+125°C的更大工業(yè)溫度范圍，具備循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)功能，提高了系統(tǒng)可靠性。此產(chǎn)品系列還供應(yīng)引腳到引腳兼容的16位選項(xiàng)，這讓設(shè)計(jì)人員只需調(diào)高或調(diào)低性能，便可靈活地滿足各種系統(tǒng)要求。

Karthik Vasanth先生還表示，TI的小尺寸數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品系列還包括單通道DAC80501、四通道DAC80504和12位DAC60508，因而設(shè)計(jì)人員能夠輕松提高或降低性能，以滿足系統(tǒng)要求。另外，12位四通道ADCTLA2024和10位八通道DACDAC53608是適合限定成本的應(yīng)用的選項(xiàng)。  

新型高精密ADC與DAC產(chǎn)品不僅幫助設(shè)計(jì)人員減少系統(tǒng)電路板空間，更增加多項(xiàng)智慧設(shè)計(jì)與功能，可應(yīng)用在光學(xué)模組、現(xiàn)場(chǎng)傳送器、電池供電系統(tǒng)、建筑自動(dòng)化及可穿戴式裝置等小體積、高性能的智能終端上。

未來數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的發(fā)展趨勢(shì)

隨著技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展，ADC、DAC產(chǎn)品開始呈現(xiàn)出高精度、高集成度以及低功耗的發(fā)展趨勢(shì)。Karthik Vasanth先生為到場(chǎng)來賓展示TI的高精度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的尺寸演進(jìn)圖。自2000年推出至今，尺寸縮小至1/18，數(shù)據(jù)傳輸率提高67倍，功耗下降1/2，精度上升96倍。雖然ADC和DAC產(chǎn)品系列的尺寸不斷地變小，但性能卻不斷提升。而與此相對(duì)應(yīng)的光通信模塊，尺寸縮小至1/12，數(shù)據(jù)傳輸率提高40倍，功耗下降了1/2。

Karthik Vasanth先生表示TI這兩款A(yù)DC器件內(nèi)置的振蕩器，可以幫助工程師在設(shè)計(jì)時(shí)減少外圍分立器件，進(jìn)而降低系統(tǒng)成本。這是否意味著將振蕩器集成在ADC中會(huì)是未來的發(fā)展趨勢(shì)呢？德州儀器市場(chǎng)拓展經(jīng)理劉貽科先生就此進(jìn)行了說明：“用戶采用內(nèi)部基準(zhǔn)或是外部基準(zhǔn)，是取決于不同的應(yīng)用要求的，比如當(dāng)用戶要求整合5-ppm/°C的溫度漂移時(shí)，就需要外部的基準(zhǔn)來提供參考，內(nèi)部基準(zhǔn)會(huì)提供旁路模式，這取決于精度的要求；當(dāng)用戶在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要多路ADC時(shí)，如果每個(gè)ADC都采用自己的內(nèi)部基準(zhǔn)系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)偏差，因此需要統(tǒng)一的外部基準(zhǔn)。總之，未來振蕩器都會(huì)整合到內(nèi)部，但是是否使用內(nèi)部振蕩器需要按照實(shí)際需求進(jìn)行選擇。”

在ADC中加入振蕩器不是TI獨(dú)有的做法。之所以大家都在做是因?yàn)樗腥齻€(gè)優(yōu)勢(shì)：第一，處理器和ADC通信需要時(shí)鐘，加入內(nèi)部振蕩器方便工程師設(shè)計(jì)；第二，內(nèi)部整合后，防止耦合產(chǎn)生的外部信號(hào)干擾，有助于提高準(zhǔn)確度；第三，隨著芯片越來越小，整合振蕩器不斷提高內(nèi)部放大器等器件性能，才能讓ADC器件不斷向前演進(jìn)。