tify;">工業(yè)控制系統(tǒng)廣泛用于各個行業(yè)，無論是生產(chǎn)制造還是加工生產(chǎn)都離不開工業(yè)控制系統(tǒng)。特別是在關(guān)鍵的基礎(chǔ)設(shè)施方面更加依賴工業(yè)控制系統(tǒng)，比如化工、水利設(shè)施、商業(yè)設(shè)施、國防工業(yè)、食品行業(yè)、通信、應(yīng)急響應(yīng)、重點制造、能源、公共衛(wèi)生、交通系統(tǒng)等支撐現(xiàn)代社會的重要部門。隨著行業(yè)應(yīng)用的深化落地，以及工業(yè)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)密集型任務(wù)數(shù)量的增加，系統(tǒng)需要通過快速決策來防止出現(xiàn)系統(tǒng)故障，這增加了人們對工業(yè)系統(tǒng)實時控制提出更快速度和更高精度的需求。
2021年6月9日，德州儀器 （TI）擴充了其高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品系列，推出了一系列全新的逐次逼近寄存器 （SAR） 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ADC），它們可在工業(yè)設(shè)計中實現(xiàn)高精度數(shù)據(jù)采集。在同日舉辦的媒體會上，TI高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品線經(jīng)理Matthew Hann與OFweek電子工程網(wǎng)及一眾行業(yè)媒體進行了更深入的解析和溝通。
Matthew Hann，TI高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品線經(jīng)理（TI供圖，下同）
Matthew Hann提到，工業(yè)場景中的實時控制可以幫助人們在第一時間了解到工業(yè)系統(tǒng)的狀況，從而及時作出一些保護措施，來避免傷害的產(chǎn)生。以熱像儀、電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、電能質(zhì)量分析監(jiān)測等為例，這些設(shè)備都需要實時控制來滿足細節(jié)之處的監(jiān)測和跟蹤，比如監(jiān)測是否會出現(xiàn)電壓或電流過載導(dǎo)致高溫情況的出現(xiàn)。其次，監(jiān)測過程中從端到中央的信息傳輸是否穩(wěn)定可靠，監(jiān)測信號的品質(zhì)是否能保證，信息是否能得到及時有效的反饋等等。這些都是工業(yè)系統(tǒng)實時控制中所需要注意的問題。
為了解決工業(yè)系統(tǒng)設(shè)計中所遇到的包括準確度、噪聲、功耗、尺寸，以及設(shè)計開發(fā)周期在內(nèi)的諸多挑戰(zhàn)，TI全新推出的ADC3660系列，可以在高精度、安全性、高可靠度以及高效率情況下，通過快速控制讓機器設(shè)備反應(yīng)更及時，應(yīng)用在工廠自動化場景中，幫助工廠及時發(fā)現(xiàn)問題并作出補救，保護工人以及工廠環(huán)境。與此同時，ADC3660系列在功耗、尺寸方面都進一步滿足了未來工業(yè)便攜式、微型化以及節(jié)能省電的發(fā)展趨勢。
TI全新精密模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC系列
據(jù)介紹，ADC3660系列具有如下特點：
1、在數(shù)字控制環(huán)路中通過更快的響應(yīng)時間保護工業(yè)系統(tǒng)
ADC3660系列在類似速度下的延遲比同類器件低80％。以該系列中的ADC3664為例，ADC3664具有該系列中國最快速的25MSPS跟14位的分辨率，可實現(xiàn)一個時鐘 （8ns） 的 ADC 延遲。該系列的超低延遲使各種工業(yè)系統(tǒng)中的高速數(shù)字控制環(huán)路能夠更準確地監(jiān)控電壓和電流峰值并對其作出響應(yīng)，從而提高在半導(dǎo)體制造等應(yīng)用場景中的工具精度。
2、在超低功耗下實現(xiàn)業(yè)界先進的噪聲性能
ADC3660系列可以免去工程師在出色的噪聲性能和低功耗之間做選擇的煩惱，以ADC3683（業(yè)界超快的 18 位、65MSPS ADC）為例，這是該系列里分辨率18位的一款A(yù)DC，它可提供 84．2dB 的信噪比 （SNR） 和 －160dBFS／Hz 的噪聲頻譜密度，同時保持每通道 94mW 的低功耗；ADC3541（10MSPS、14 位）的總功耗為 36mW，可簡化熱管理并延長 GPS 接收器或手持電子設(shè)備等功率敏感型應(yīng)用的電池壽命；ADC3660（65MSPS、16 位）可提供 82dBFS SNR，從而提高聲納應(yīng)用中的圖像分辨率，而且功耗比同類器件低 65％（每通道 71mW）。
3、利用集成特性和高采樣頻率降低設(shè)計復(fù)雜性
此外，ADC3660系列的高采樣速度和集成特性可幫助設(shè)計人員減少其系統(tǒng)中的元件數(shù)量。例如，ADC3683在兩倍的通道密度下，實現(xiàn)比同類18位器件快四倍的采樣率；它還支持一種將所需信號的諧波推往更高頻率的過采樣技術(shù)，這使設(shè)計人員能夠降低抗混疊濾波器的復(fù)雜性并減少 75％ 的系統(tǒng)元件數(shù)量。
總而言之，ADC3660系列同時具備了高精準度和低噪聲、及時性與低功耗。可以讓工程師非常方便自由地去針對應(yīng)用及困難，選擇一顆適合的物料，然后在設(shè)計上可能只需要做些微的修改，讓產(chǎn)品可以更快投產(chǎn)，并使產(chǎn)品的性能在業(yè)界領(lǐng)先。
但實際上，在高精度和高采樣速度間取得平衡并不容易，對此，Matthew Hann表示，TI在定義一個新的產(chǎn)品時，需要傾聽客戶的心聲，了解客戶的需求是什么。正如上文所提到的眾多場景中，有些場景只需要準確度不需要速度，有些場景需要高速而不需要準確度。但事實上，現(xiàn)在的生活場景中，如果能夠更快、更好、更精準、更低功耗地截取我們所需要的的微小信號，那就能夠開發(fā)更多可能的應(yīng)用，大大提升生活的便利性。如今TI的產(chǎn)品能被廣泛應(yīng)用在雷達、工廠自動化、電廠安全監(jiān)控與保護、電機控制等眾多領(lǐng)域。
