wersja mobilna
Online: 463 Sobota, 2016.12.10

Technika

Texas Instruments - ofensywa przetworników A/C

środa, 23 lipca 2008 16:34

Texas Instruments zaprezentował właśnie nową rodzinę szybkich przetworników A/C charakteryzujących się małym poborem mocy. Do nowej serii 8-kanałowych, 10 i 12-bitowych przetworników należą trzy układy: ADS5281, ADS5282, ADS5287. Najnowszy produkt TI powstały przy użyciu procesu technologicznego o wymiarze charakterystycznym 180nm i jest bardziej energooszczędną wersją wcześniej wytwarzanych dotąd układów.

Według zapewnień producenta układy nowej serii mogą pracować z szybkością przetwarzania 50 lub 65 mln próbek na sekundę i pobierają o 30% mniej mocy w porównaniu do innych, obecnie dostępnych na rynku rozwiązań. Opisywane przetworniki mogą znaleźć zastosowanie zarówno w aplikacjach związanych z przetwarzaniem sygnałów - na przykład medycznych, jak również w komunikacji bezprzewodowej, w wojsku, automatycznych urządzeniach testujących, a także w aplikacjach wideo.

Specyficzne zastosowania

Rys. 1. Udział firm elektronicznych w rynku przetworników danych

Nowe przetworniki współpracują z VCA8500, 8-kanałowym wzmacniaczem z regulowanym wzmocnieniem. Jest to również najnowszy produkt TI. Charakterystyczną cechą tego układu jest pobór mocy wynoszący, według danych producenta, jedynie 63mW na kanał. Jak twierdzą przedstawiciele TI połączenie VCA8500 z nową rodziną przetworników A/C jest kompleksowym rozwiązaniem. Przy projektowaniu opisywanych układów rozpatrywano przede wszystkim ich przydatność pod kątem zastosowania w sprzęcie medycznym, a zwłaszcza w urządzeniach związanych z obrazowaniem medycznym. Cechy nowej rodziny produktów TI mają więc być wykorzystane głównie w urządzeniach używanych w medycynie, które oprócz wysokich wymagań pod względem jakości przetwarzanych obrazów coraz częściej stają się urządzeniami przenośnymi i zminiaturyzowanymi.

Konkurencja

Rys. 2. Porównanie poboru mocy przetworników aktualnie dostępnych na rynku z możliwościami nowej serii przetworników TI (źródło: Texas Instruments)

Mimo, że Texas Instruments jest uważany za światowego lidera w produkcji układów scalonych, firma do tej pory nie dominowała w sektorze przetworników A/C i C/A, które są kluczowym elementem każdego toru przetwarzania sygnałów. Na rynku przetworników dominowała firma Analog Devices (ADI). Produkcją tego typu układów zajmują się również: Linear Technology, Maxim, National Semiconductors oraz Intersil. W 2006 roku firma Analog Devices, jako największy światowy dostawca przetworników danych, miała 48-procentowy udział w rynku, podczas gdy udział TI był ponad dwukrotnie mniejszy. Konkurencja z roku na rok staje się jednak większa. Rynek przetworników staje się bowiem coraz większym źródłem zysków. Szacuje się, że w 2008 roku zapotrzebowanie na ten rodzaj układów wzrośnie o 14%. I tak, o ile w 2002 roku wartość rynku przetworników szacowano na 2 mld dol., to w 2012 roku przewiduje się, że będzie on wynosił już niemal 4 mld dol.

Zmiany

Obecnie najczęstszym zastosowaniem konwerterów analogowo-cyfrowych światem jest przemysł. W tym segmencie dominującą pozycję zajmują przede wszystkim ADI, Intersil oraz Maxim. Obecnie jednak sytuacja zaczyna się zmieniać, a na pierwszy plan zaczynają wysuwać się zastosowania w urządzeniach bezprzewodowych oraz aplikacje medyczne. W tych sektorach na najsilniejszej pozycji znajduje się Texas Instruments oraz National Semiconductor. Przykładem zastosowania przetworników w technologii bezprzewodowej są nowe i coraz bardziej złożone interfejsy radiowe, w których rosną wymagania pod względem liczby kanałów obsługiwanych przez stacje bazowe. Pociąga to za sobą konieczność wykorzystywania coraz większej liczby coraz szybszych i bardziej energooszczędnych układów. Z kolei w branży medycznej rosną wymagania związane szczególnie z obrazowaniem medycznym. Dotyczy to zwłaszcza zastosowania w ultrasonografach i systemach rezonansu magnetycznego MRI.

Szczegóły

Układ ADS5281 jest 12-bitowym przetwornikiem o szybkości próbkowania 50MS/s (milionów próbek na sekundę). ADS5282 również charakteryzuje się 12-bitową rozdzielczością przy szybkości przetwarzania 65MS/s. Z kolei układ ADS5287 jest 10-bitowym konwerterem także próbkującym sygnał z szybkością 65MS/s. Specyfikacja producenta podaje, że pobór mocy w przypadku pracy z najwyższą możliwą częstotliwością próbkowania wynosi 77mW na kanał, a w przypadku dynamicznego skalowania przy szybkości 30MS/s pobierana moc jest rzędu 48mW na kanał. Ponadto nowa seria przetworników ma możliwość pracy w trybie tłumienia szumów w zakresie niskich częstotliwości, co eliminuje wpływ różowego szumu. Umożliwia też odzyskiwanie danych w czasie jednego cyklu zegara w przypadku przeciążenia o wartości do 6dB. Ponadto dzięki programowalnemu wzmocnieniu w zakresie od 0 do 12dB przetwarzane mogą być sygnały o wartości międzyszczytowej rzędu 0,5V. Cena za 100 sztuk poszczególnych układów tej serii waha się od około 70 dol. (ADS5282 – 68,90 dol, ADS5281 – 60 dol.) do 40 dol. (ADS5287). Przetworniki są dostępne w 64-pinowych obudowach QFN o rozmiarach 9x9mm. ADS5281 jest także dostępny w obudowie 80-pinowej. Wspominany wzmacniacz VCA8500 jest dostępny w analogicznej obudowie QFN, a cena za 100 sztuk wynosi 40 dol.. Próbki ADS5281 oraz VCA8500 są już dostępne. Pozostałe układy mają zostać udostępnione w połowie bieżącego roku.

Monika Jaworowska