德州儀器數據轉換器產品業務部副總裁兼總經理Karthik Vasanth
模擬半導體器件正在迎來一場新的變革，各類模擬器件的尺寸成倍縮小，效率大幅度提升。作為模擬半導體領頭羊的德州儀器，在2018年第四季，密集發布了一系列遠超原有規格的模擬半導體產品。包括相比10年前功率密度提升8倍的電壓轉換器，超過傳統MOSFET功率密度2倍的GaN FET，采用全新介質的電源隔離器產品等等。
這一次迎來變革的是全新超小尺寸高精度DAC和ADC產品線。
在工業、汽車領域，為進一步加強自動化和智能化技術演進，傳感器被廣泛使用，作為傳感器信號鏈必須環節的DAC和ADC產品，需求也越來越大。
除了要有更多更高精度的傳感器，某些產品也需要越來越多的密度選項。比如一些穿戴式設備的體積很小，內空間也很小，要使用多種傳感器時，也需要更多的數據轉換器，對于數據轉換器的體積要求也會嚴苛。
以工廠自動化中的機械臂的產品應用例：如在做物體抓取的時候，要實現對馬達的控制，要監控電流，要檢測有沒有到達預定的位置等，就需要依靠傳感器及數據轉換器來幫助實現。
“TI觀察到在涉及人機安全方面的領域催生了對體積更小、更高精度數據轉換器的需求” 德州儀器數據轉換器產品業務部副總裁兼總經理Karthik Vasanth先生表示。
在通訊領域迎來5G的時代，5G比4G的數據通信力高很多，但是基站的空間和設備尺寸變化卻不大，要達到更高的數據通信力，就需要ADC和DAC的性能更高，同時更小的體積。
“在光通訊模塊的部分，光模塊4G到100G的通信速率增加了25倍，但是光模塊的體積基本是不變的。為了應對這些挑戰，就需要性能更好、體積更小的數據轉換器。”
在個人消費電子方面，比如穿戴式設備（電子供電的智能手表、智能手機等）用來監測心律或者心電時，會要求低功耗，同時限制體積大小。
在汽車領域，想要實現自動駕駛，比如車道偏離、防碰撞檢測等，都需要很多傳感器。從而，人們會需要能提供更高精度、低功耗高性能的數據轉換器。
“傳感器無所不在，有了越來越多的傳感器，就需要更多、體積更小的高性能數據轉換器幫助達到產品設計的要求” Karthik Vasanth說。
2018年12月TI宣布了四種全新的微型高精度數據轉換器，每種轉換器均具有業界同類產品中最小尺寸。新數據轉換器可幫助設計人員在縮減系統板占用空間之余，增加更多智能及功能。DAC80508與DAC70508是八通道高精度數模轉換器(DAC)，分別提供真正的16位和14位分辨率。ADS122C04與ADS122U04是24位高精度模數轉換器(ADC)，分別提供雙線I2C兼容接口及雙線UART兼容接口。 這些新設備屬于小體型、高性能或限制成本的高精度ADC和DAC，適用于工業、通信和個人電子應用。實例包括光學模塊、現場變送器、電池供電系統、樓宇自動化及可穿戴電子設備。欲了解詳細信息，請參考www.ti.com/smallestDACs-pr和www.ti.com/smallestADCs-pr。
DAC和ADC產品尺寸近20年來縮小非常多。這樣的變化對于信號鏈系統的設計人員來說有兩方面好處：
“一是以DAC為例，TI提供了很小的封裝，但是同時整合了很多東西在里面，比如參考源和振蕩器，這些幫助用戶可以更容易并更好地進行設計和評估。因為用了比較少的外部分離器件，所以更便于設計；二是TI芯片的體積非常小，2.4mm×2.4mm WCSP或者3mm×3mm QFN。WCSP的封裝和QFN的封裝是業界的標準。小體型對于用戶在生產制造環節會有相應要求，比如SMT有足夠的能力放這么小的器件，PC板要能夠設計得那么小，用戶需要考慮生產制造能力。同時TI也提供了很小的WCSP封裝以及稍大一點的QFN封裝供用戶去做選擇。另外TI提供了原理圖，PCB的布局參考設計，來幫助用戶使用TI的芯片去做設計。”
“一是以DAC為例，TI提供了很小的封裝，但是同時整合了很多東西在里面，比如參考源和振蕩器，這些幫助用戶可以更容易并更好地進行設計和評估。因為用了比較少的外部分離器件，所以更便于設計；二是TI芯片的體積非常小，2.4mm×2.4mm WCSP或者3mm×3mm QFN。WCSP的封裝和QFN的封裝是業界的標準。小體型對于用戶在生產制造環節會有相應要求，比如SMT有足夠的能力放這么小的器件，PC板要能夠設計得那么小，用戶需要考慮生產制造能力。同時TI也提供了很小的WCSP封裝以及稍大一點的QFN封裝供用戶去做選擇。另外TI提供了原理圖，PCB的布局參考設計，來幫助用戶使用TI的芯片去做設計。”
Karthik Vasanth先生表示 ：TI會繼續在在小體積、低功耗、高精度、高數據速率器件上持續投資；另外一個方向上，TI會投資在超高速數據轉換器上，同時細分出不同的領域，比如超高速、低功耗，非常高性能如ADC12DJ3200等。
附錄：4款新型DAC和ADC產品部分規格
DAC80508和DAC70508，在緊湊空間內打造卓越性能
•減小系統尺寸：這兩款DAC都包括一個2.5-V，5-ppm/°C內部基準，從而不再需要外部精度基準。供應2.4 mm x 2.4 mm晶粒尺寸型球柵陣列封裝(DSBGA)或晶圓級封裝(WCSP)及3 mm x 3 mm四方扁平無引腳(QFN)-16封裝，這些設備最多可比競爭對手產品小36%。新DAC使得設計人員不必在高性能與小尺寸之間艱難取舍，便于工程師實現最佳系統精度、減小板尺寸或增加通道密度。
•最大系統精度與更高可靠性：除緊湊尺寸外，DAC80508和DAC70508提供真正的1位最低有效位(LSB)積分非線性，因此能夠實現16位和14位分辨率水平上的最高精度 - 與競爭對手產品相比，線性度高出66%。它們全部都具有從-40°C到+125°C的更大溫度范圍，提供如循環冗余校驗(CRC)等特性，進而可提高系統可靠性。
DAC80508和DAC70508，在緊湊空間內打造卓越性能
•減小系統尺寸：這兩款DAC都包括一個2.5-V，5-ppm/°C內部基準，從而不再需要外部精度基準。供應2.4 mm x 2.4 mm晶粒尺寸型球柵陣列封裝(DSBGA)或晶圓級封裝(WCSP)及3 mm x 3 mm四方扁平無引腳(QFN)-16封裝，這些設備最多可比競爭對手產品小36%。新DAC使得設計人員不必在高性能與小尺寸之間艱難取舍，便于工程師實現最佳系統精度、減小板尺寸或增加通道密度。
•最大系統精度與更高可靠性：除緊湊尺寸外，DAC80508和DAC70508提供真正的1位最低有效位(LSB)積分非線性，因此能夠實現16位和14位分辨率水平上的最高精度 - 與競爭對手產品相比，線性度高出66%。它們全部都具有從-40°C到+125°C的更大溫度范圍，提供如循環冗余校驗(CRC)等特性，進而可提高系統可靠性。
通過ADS122C04和ADS122U04，減小系統尺寸和取得高性能
•最小體積：這些微型24位精度ADC供應3 mm x 3 mm特薄QFN (WQFN)-16和5 mm x 4.4 mm超薄緊縮小型封裝(TSSOP)-16選項。較之串行外圍接口(SPI)，雙線接口只需少量數字隔離通道，這降低了隔離系統的總成本。這些高精度ADC使得設計人員可以利用集成靈活的輸入多路復用器、低噪聲可編程增益放大器、兩個可編程勵磁電流源、一個振蕩器和一個高精度溫度傳感器，舍棄外部電路。
•改進性能：這兩款設備都具有低漂移2.048-V，5-ppm/°C內部基準。它們的內置2%精度振蕩器，有助設計人員改進電源線循環噪聲抑制，在嘈雜環境中實現更高精度。設備的增益值為1到128，噪聲則低至100 nV，故設計人員可測量小信號傳感器，以及因采用一個ADC而形成的寬信號輸入范圍。此設備系列還供應引腳到引腳兼容的16位選項，這讓設計人員只需調高或調低性能，便可靈活地滿足各種系統要求。
•最小體積：這些微型24位精度ADC供應3 mm x 3 mm特薄QFN (WQFN)-16和5 mm x 4.4 mm超薄緊縮小型封裝(TSSOP)-16選項。較之串行外圍接口(SPI)，雙線接口只需少量數字隔離通道，這降低了隔離系統的總成本。這些高精度ADC使得設計人員可以利用集成靈活的輸入多路復用器、低噪聲可編程增益放大器、兩個可編程勵磁電流源、一個振蕩器和一個高精度溫度傳感器，舍棄外部電路。
•改進性能：這兩款設備都具有低漂移2.048-V，5-ppm/°C內部基準。它們的內置2%精度振蕩器，有助設計人員改進電源線循環噪聲抑制，在嘈雜環境中實現更高精度。設備的增益值為1到128，噪聲則低至100 nV，故設計人員可測量小信號傳感器，以及因采用一個ADC而形成的寬信號輸入范圍。此設備系列還供應引腳到引腳兼容的16位選項，這讓設計人員只需調高或調低性能，便可靈活地滿足各種系統要求。
