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24位ADC在一些领域遇到瓶颈期,未来市场会有什么变化
2023-02-14
  随着智能时代的开启,现在需要ADC芯片的领域的是越来越多,领域的不同应用ADC的位数也会不一样,有12位ADC、24位ADC、32位ADC等,当然,不同位数的ADC会在一些领域非常受欢迎,同样也会遇到瓶颈期,今天就来其中某一位数,接下来看看24位ADC在一些领域遇到瓶颈期,未来市场会有什么变化。

  24位ADC目前是工业应用的瓶颈,以可编程逻辑控制器(PLC)系统为例,ADC位深从10位到20位不等,24位已经是很大位数。但对于石油勘探等温控要求高的客户,需要在整个温度范围内具有更高的分辨率,而24位往往不够。

  目前市场上高性价比的芯片基本上都是24位的Δ-ΣADC,许多客户想要更高的精度,但仅限于选择来自不同制造商的 24 位 Δ-Σ ADC。低温漂移和高有效位(ENOB),使用高精度参考将使精度尽可能接近 24 位,但这些都离不开 24 位架构。相关行业负责人认为,24位ADC市场基本饱和,迫切需要寻找独特的架构和精度突破口。工业现场使用的各种采集板卡和系统,除了需要高精度外,还需要长期的温度和系统稳定性,因此要求IC器件具有低温漂特性。

  一些型号的ADC大输出数据速率为 38kSPS,可以在 2.5SPS 的数据速率下测量 7nVRMS 的平均信号,这对于典型满量程信号为 10mV 或更低的电桥应用至关重要。据称,与竞争解决方案相比,它的失调误差漂移降低了 80%,确保了整个温度范围内的测量稳定性。



  同时有的型号ADC集成了可编程增益放大器 (PGA)、2.5V 基准、振荡器、电平转换器、温度传感器、双激励电流源 (IDAC) 和八个通用输入/输出 (GPIO) 引脚。为需要并行主通道转换、传感器温度补偿或传感器诊断的系统添加了一个辅助 24 位 Δ-Σ ADC。添加这样一个ADC的原因是,如果你在做热电偶测量,你需要一个双通道ADC,一个通道用于热电偶测量,另一个通道用作冷节点的参考,它是为了当今大多数精密热电偶解决方案都使用两个通道,24位ADC可用某些型号单片机完成。

  迄今为止,想要高分辨率 ADC 的系统设计人员需要在其他规格(例如低噪声、低漂移或其他集成特性)上做出妥协。其中有的ADC开发商不仅提供 32 位高分辨率,还具有高数据速率和宽温度范围的特性。通过集成内部信号链监控、数据错误检测、传感器过载检测和测试 DAC 实现高可靠性。该系统提供必要的故障检测和诊断。

  32位ADC有这么多优点,为什么24位ADC应用广泛,而32位ADC很少见呢?我相信 以SAR ADC和Δ-Σ ADC为例,提高精度的方法有很多。SAR ADC是一种渐进式,真正的模拟芯片。现有的 SAR ADC 已经是 18 位的,它们很大的限制是工艺。Δ-Σ ADC 类似于数字芯片,但它由两部分组成。一部分是调制器,调制后的PWM码流经过滤波后用于后续的数字滤波器,即后者数字滤波器的设计,它更具限制性。理论上,2 阶和 3 阶数字滤波器是稳定的,但 4 阶和 5 阶滤波器会带来稳定性问题,因此,32位ADC需要进一步优化数字滤波器。

  综合上述,可以了解到24ADC在工业领域遇到的一点瓶颈,是否会其位数的ADC代替呢?这个问题需要由ADC开发商解决。
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