行业需求催生更小尺寸、更高精度的数据转换器

目前，在工业、汽车等应用领域，自动化越来越受到关注。要实现自动化，首先就会涉及到传感器的使用。传感器的作用是将现实中的模拟量转化成数字，从而进行处理。传感器领域新的变化会带动新的产品需求。有了良好的传感器，转换器也需要拥有更高的性能，例如在测量微小温度变化时，要达到高精度，就需要高性能数据转换器的支持，从而帮助实现自动化功能。

行业需求催生更小尺寸、更高精度的数据转换器

除了对传感器有更高精度的要求，产品设计也越来越多的对体积提出了更严格的需求。德州仪器数据转换器产品业务部副总裁兼总经理Karthik Vasanth对记者表示，一些穿戴式设备的体积很小，内部空间也很小，要使用多种传感器时，就需要更多的数据转换器，因此对于数据转换器的体积要求也会更加严苛。

德州仪器数据转换器产品业务部副总裁兼总经理 Karthik Vasanth

在工业应用方面，各国都在大力推动智能制造，例如德国工业4.0和中国制造2025。工厂自动化要实现智能化，就需要更多的传感器，从而需要更高性能、体积更小的数据转换器。以工业机械臂的产品应用为例，要实现智能化，就需要更多的转换器。例如在做物体抓取的时候，要实现对马达的控制、监控电流、检测是否到达预定的位置等，就需要依靠传感器及数据转换器来帮助实现。在人机安全方面，也催生了对体积更小、更高精度数据转换器的需求。

在通讯领域，正在迎来5G时代，5G比4G的数据通信力高很多，但实际上基站和设备的空间是不变的，要想达到更高的数据通信力，就需要ADC和DAC的性能更高。同时，由于5G信号频率更高，也就要求ADC和DAC拥有更高的性能，更小的体积。在光通讯模块的部分，光模块4G到100G的通信速率增加了25倍，但是光模块的体积基本是不变的。为了应对这些挑战，就需要性能更好、体积更小的数据转换器。

在个人消费电子方面，例如可穿戴式设备(智能手表、智能手机等)用来监测心律或者心电时，也会需要低功耗，体积更小的数据转换器。

在汽车领域，要实现自动驾驶、车道偏离、防碰撞检测等功能，都需要很多传感器，因此，也就需要更高精度、低功耗、高性能的数据转换器。

所以，传感器无所不在，随着传感器越来越多，也就需要更多体积更小的高性能数据转换器，帮助达到产品设计的要求。

基于这些行业需求，德州仪器(TI)日前在北京召开新品发布会，推出四种微型高精度数据转换器，每种转换器均具有业界同类产品中最小尺寸。全新的数据转换器可帮助设计人员在缩减系统板占用空间之余，增加更多智能及功能。DAC80508与DAC70508是八通道高精度数模转换器(DAC)，分别提供真正的16位和14位分辨率。ADS122C04与ADS122U04是24位高精度模数转换器(ADC)，分别提供双线I2C兼容接口及双线UART兼容接口。

DAC80508和DAC70508：满足对微型DAC的需要

此次，德州仪器新推出的两款数模转换器(DAC)产品——DAC80508和DAC70508，是业内最小的真正16位和14位分辨率 ，八通道高精度DAC，在紧凑空间内实现了高性能和增强的可靠性，具有以下三大特点：

更小的系统尺寸：设计人员可使用2.4 mm x 2.4 mm WCSP封装，相较竞争对手的产品，将体积减小36%。集成式内部基准进一步缩减了系统尺寸;最大的精度：1位最小有效位积分非线性在16和14位分辨率的基础上实现了最高精度 - 线性度比竞争对手的产品高出66%;更高的可靠性：完全标定的从-40°C到+125°C的更大温度范围，并具备循环冗余校验(CRC)功能，提高了系统可靠性。

以一个实际参考设计为例，Karthik Vasanth讲解了TI如何通过激光通讯应用帮助用户。在光通讯的应用里，需要提供稳定并且准确的偏置电流给激光发光二极管。TI参考设计中使用了DAC80508，首先DAC在和微控制器通讯的时候可以使用CRC的校验帮助增加通信的可靠性，然后设计通过TI高精密的放大器实现两级的增益放大电路，提供稳定准确的偏置电流控制激光二极管。在这个设计中使用了极小的封装和高性能的16位DAC，可以帮助用户在光通信设计上实现小面积，高性能。

ADS122C04和ADS122U04：满足对微型ADC的需要

此外，德州仪器还推出了两款集高性能、高精度、高可靠性于一身的业界最小巧24位模数转换器(ADC)——ADS122C04和ADS122U04，达到了行业最小尺寸封装 ，仅为3mm x 3mm，具有以下三大特点：

更小引脚：封装选项提供双线I2C或双线UART接口，这些接口只需少量数字隔离通道，因而降低了隔离系统的总成本;更卓越的性能：具备低漂移2.048-V, 5-ppm/°C内部基准和内置2%精度的振荡器，有助设计人员改进电源线路循环噪声抑制。更高可靠性：完全标定的从-40°C到+125°C的更大温度范围，并具备循环冗余校验(CRC)功能，提高了系统可靠性。

那么，这些最新的ADC芯片是如何帮助客户解决实际问题的呢?Karthik Vasanth以一个参考设计为例进行了讲解——适合冷热仪表的高精度温度测量参考设计。这个设计利用最新的ADC做供热表上的设计，TI的芯片在高精度和低功耗两个方面解决了热表计费的难题。因为供热是收费的，所以需要非常准确测量出RTD的阻值变化来检测温度，然后计算出使用的热量。此项应用要求精度不但非常高，而且而其中的表是电池供电的，必须要求其能工作5到10年不需要更换电池。

TI高精度数据转换器的尺寸演进

从2000年到今年，TI的芯片体积进行了大幅的缩减，例如DAC从大封装到现在2.4mm×2.4mm WCSP封装，这是直观可见的。同时，在体积减小的情况下，数据转换器DAC在性能上得到了提升。体积虽然减小了，但是性能提升了，速率提高了。消耗的电量减少了，功耗低了，精度性能却提高了。

“不断的减小体积和增加性能，是由于TI看到用户在实际应用中的真实需要”，Karthik Vasanth说到。例如在光学通讯领域，从4G到100G波特率在增加，但是设备的体积还是之前的大小。原来的光通讯模块，体积减少了12倍，但是数据传输速率提高了40倍，功耗减少了2倍。数字转换器作为光通讯模块里非常关键的器件，也要适应这些要求。所以，TI努力做出符合高需求的产品。

最后，Karthik Vasanth表示，在高精度的方向，TI有非常多业界极其领先的产品，在小体积、低功耗、高精度、高数据速率方面都有非常好的表现，这也是TI未来将持续投入的产品方向。另外一方面，TI会继续投资高速的数据转换器，同时细分出不同的领域，例如超高速、低功耗，高性能(如ADC12DJ3200)等。