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致力于将放大器产品性能提升到更高水平 ——专访德州仪器放大器产品部副总裁兼总经理Amichai Ron先生
发表评论 来源:本站 编辑:baihua 日期:2018-07-25

  近几年来,随着工业、汽车和消费电子等市场需求的快节奏变化,放大器创新的步伐明显加快。

  作为典型的模拟电路产品,放大器的革新虽然一直在持续,但是因产品特点使得其创新的节奏相对缓慢。近几年来,随着工业、汽车和消费电子等市场需求的快节奏变化,放大器创新的步伐明显加快。日前,笔者采访了德州仪器(TI)放大器产品部副总裁兼总经理AmichaiRon先生,阐述了其对放大器技术创新发展最新趋势的观点。

  毋庸置疑,半导体产品的革新动力来自于市场需求。随着工业市场、汽车市场以及个人电子产品市场的快速增长,半导体产品在这三个市场的应用也日渐增长。

  Amichai Ron表示,汽车上拥有更多的功能、变得更加的安全、更丰富的车上娱乐信息系统以及更多的功能正在被集成到汽车上。一辆汽车上的所有半导体产品成本从仅有几十美元已达几百美元,随着电动车的普及,汽车上将会出现越来越多的电子产品。

  在个人电子产品方面,现在大家可能更多会用到可穿戴医疗设备来检测自己的心率等健康指标。如今,市场对电子系统的需求不光是数量上越来越多,对体积要求越来越小,对智能化的要求也越来越高。

  无论是工业领域,还是汽车和消费电子领域,电子系统的市场需求大方向上都是朝着需要更具感知力、更强的性能表现以及更多功能上发展的。市场需要的不仅仅是更多数量的电子系统,而且对于新的电子系统的体积和智能化提出了更高要求。

  Amichai Ron表示,在我们的观察中发现,其实工业市场、汽车市场以及个人电子市场的需求是有一些共同点的。如果你曾经参观过现代的工厂,你会发现工厂内安装了许多传感器,设备里都有许多电子元器件,传感器在其中所起到的作用就是帮助机器人感知其周围的环境。

  同时的现象发生在个人消费电子产品里,智能手机里面也安装着许多传感器。这些传感器为手机传递位置信息,“告诉”手机其他什么设备与之相连接。同时,这些设备还能够实现其他的功能,例如通过语音识别来分析你的语音指令并执行。这类产品对传感器的要求非常高,要求麦克风MEMS传感器阵列相当集成,因为这么小的一个产品里可能有6-7个传感器,麦克风产品后面跟了许多ADC器件和信号处理器件,它就要求整个信号处理系统越来越紧凑、小型,还有低功耗。

  总之,无论是在工业、汽车还是个人电子产品领域,市场都要求其更具感知力,让每一节点具有更多感应器、更强的性能表现,让设备能加地智能、以及更多功能,让每台设备实现的更多。

  Amichai Ron认为,这些市场趋势则要求放大器的封装尺寸变小,具有极低的功耗以延长电池和系统的使用寿命,但同时,还要求增强系统的性能表现,同时达到以上的要求是极具挑战性的。

  为了满足对小尺寸放大器的需求,TI在今年2月6日推出了世界上最小型的运算放大器,这枚名为TLV9061的运算放大器仅占0.64mm2。

  据Amichai Ron介绍,尽管这款放大器尺寸非常小,但仍然能够保持低功耗且高性能,帮助工业、汽车还是个人电子领域客户的设计都能够减少系统尺寸和功耗的同时,保持高性能。

  据了解,TLV9061运算放大器具有以下三个特点:减少系统尺寸及成本、提供高性能设计以及提供更高的DC准确性。从系统角度来讲,现在运放有个要求,因为这些器件经常面对着电磁干扰,需要把EMI 滤波器集成进去。比如手机内的运算放大器集成了EMI的滤波器,就使得用户在做系统设计时节省了使用外部滤波器所占用的空间。TLV9061运算放大器是10M带宽的器件,同时能保证在10M带宽情况下,功耗比同类10M带宽低,且性能保持在很高的水平。第三点则是其DC精度具有更高的准确性。

  Amichai Ron表示,TLV9061只是一个开始,TI后面会推出更多系列家族来进入到最小封装家族系列。

  LPV821系列放大器是TI在低功耗方向上的杰出代表,这款放大器集超高精度与极低功耗于一身,功耗能够降低60%,且使用零漂移技术,使得精度能够到达很高的水平。Amichai Ron对于这款放大器产品给予了很高的评价,为能够为客户提供如此高性能的放大器感到自豪。

  据Amichai Ron介绍,这款运算放大器能在最低电源电流为650nA的条件下仍然能够提供超高精度。其次,是功耗降低60%,这在业内也是最低的。第三个特点则是其超高的精度,通过自校准及零漂移技术以确保超高的精度。不仅为客户提供器件,同时帮助客户更好地在其系统设计中使用这些器件。用LPV821加一些MCU和无线的器件组成了一个无线传感节点。因为本身线mA,还需要在上面取一些电给放大器供电,从而让它整个传感节点能正常工作,发送信号,所以对功耗的要求就会比较高,而且0-40mA是很小的电流,除了电流小,功耗要求之外,对精度也有要求,要分辨那么小的电流。所以,它非常适合既要低功耗又要高精度的系统设计。

  作为模拟半导体产品的代表,工程师在使用放大器过程中需要学习相当多的专业知识,而如何选择到合适的放大器产品成为加快开发进度的关键。

  Amichai Ron表示,我们希望传递的一个信息是,我们的客户无论是需要何种放大器,满足何种需求,他们都可以在TI的放大器产品线中找到。

  在TI的整个放大器产品组合非常全面,为客户提供满足无论是在工业、汽车、个人电子或其他领域,各自几乎你可以想象到的需求的放大器。从超高性能到优化成本,无论是需要最大程度地提高电压系统性能,延长电池和系统寿命,减少布板空间或者提高可靠性,都可以在我们的放大器产品组合中找到适合的。

  另外,为了方便工程师针对放大器电路的开发, TI除了提供IC之外还一直不遗余力地给工程师提供整套参考方案。TI的工程师一直在打造一些参考设计,这些参考设计选用了一些比较典型的应用场景,现在用TI最好或性价比最高的运放搭成典型应用电路。

  据了解,目前有超过40个左右运算放大器和ADC一起搭成典型应用电路,且这些都已经发布在了TI的官网上,包括原理图、仿真都在上面,给了工程师很多方便的选择。工程师不用再去思考这个系统解决方案到底要花多少运放和比较器搭出这样功能,TI直接给了他们一个参考。

  TI还为运算放大器产品提供丰富的免费开发工具。首先是DIY 放大器评估模版,客户能够很快或者新入门的工程师能很快评估运放的概念,并验证仿真。另一个需要一个强调的是TI 精度实验室。我们在TI官网上公布了包括一系列视频或一系列工具给到工程师,从入门初级到高级进阶级教程都有,许多视频是由中国的工程师录制的,告诉工程师怎么读运放手册、找到关键指标如何计算等等,是一个非常好的教材。

  除此以外,我们还提供模拟射击的袖珍参考电子书,提供很多运放概念以及选型,电路怎么选,是给工程师在案头做设计时非常实用的一个参考资料。

  TI还提供其他的工具,包括TINA-TITM,在工程界比较有名的SPICE仿真软件,以及德州仪器中文技术支持社区(TI E2ETM 中文社区)。

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