TI 32位 ADC為工業(yè)4.0添柴加薪

 時下最火的話題之一莫過是工業(yè)4.0了。街頭巷尾婦孺皆知，不僅僅是從事相關(guān)職業(yè)的人，所有的人都在議論工業(yè)轉(zhuǎn)型、工廠智能化等等。

其實，工業(yè)4.0這個概念早在2011年就已經(jīng)誕生，世界制造強(qiáng)國德國同時面對著來自美國等發(fā)達(dá)國家的“再工業(yè)化”和來自中國等新興制造業(yè)的崛起的刺激，地位受到了沖擊。腹背受敵的局面迫使德國政府提出來《未來圖景工業(yè)4.0》的報告，并在隨后的時間里不斷地深化研究和拓展這一概念，一點點地實現(xiàn)工廠智能化。

去年的德國漢諾威工業(yè)博覽會，使得工業(yè)4.0走進(jìn)了中國媒體的視線。這一概念開始大規(guī)模地在中國的媒體上出現(xiàn)，話題火熱程度不斷升溫，延續(xù)到了今年。中國制造業(yè)主都已經(jīng)意識到工業(yè)4.0的意義與前景。雖然我國的工業(yè)發(fā)展歷史不長，而且目前具備邁步工業(yè)4.0的企業(yè)并不多，但是并不妨礙我們提早做好計劃，一點點地實現(xiàn)工業(yè)轉(zhuǎn)型。

第一次工業(yè)革命是機(jī)械化，第二次電氣化，第三次自動化直到現(xiàn)在。這三次工業(yè)革命都大幅度的提高了生產(chǎn)力。未來將迎來第四次智能化工業(yè)革命

工業(yè)4.0，即是工業(yè)智能化，而要實現(xiàn)工業(yè)智能化，智能化的流水線、智能化的儀表、和智能化的測量控制就是必不可少的。工業(yè)4.0對這些工業(yè)設(shè)備的性能提出了更高的要求。所有的工業(yè)設(shè)備廠商都在加快研發(fā)適用于工業(yè)4.0的全新智能化在線設(shè)備。設(shè)計人員需要性能更好的模擬芯片來支持他們實現(xiàn)自己設(shè)備的性能提高。更高性能的模擬芯片無疑是工業(yè)4.0的基石。直接關(guān)系到工業(yè)4.0的實現(xiàn)。

若要實現(xiàn)工業(yè)4.0，模擬芯片需要：

1. 模擬芯片需要更高的精度。

2. 更高的采集速度

3. 小型化集成化程度更高

上面三點都是工業(yè)類產(chǎn)品的應(yīng)用需求，然而現(xiàn)有的模擬芯片產(chǎn)品已經(jīng)遇到了瓶頸。

首先，舉一個簡單的例子，在對溫度控制方面要求很高的應(yīng)用場所，比如石油勘探等，為了達(dá)到更精確的控制，就需要在全溫度范圍內(nèi)要有更高的分辨率。其次，24位ADC往往不夠用。另外，工業(yè)使用場合需要的ADC 需要有較好的長時間工作穩(wěn)定性和溫度穩(wěn)定性。在典型的工業(yè)溫度-40℃~105℃下，現(xiàn)有的ADC在溫漂方面還需進(jìn)一步提高。第三，現(xiàn)有的ADC需要具有一定的診斷功能，在外接外圍傳感器時用來對其進(jìn)行診斷。方便用戶智能判斷外圍傳感器情況，及時更換壞的外圍傳感器。

另外，目前設(shè)計人員在需要使用高分辨率ADC時，就必須在其他的技術(shù)規(guī)格方面做出讓步，諸如低噪聲、低溫漂和其他集成特性等。

順應(yīng)工業(yè)4.0的趨勢和設(shè)計人員對ADC芯片更高的要求。TI在今年的中旬推出了兩款新產(chǎn)品：32位的ADS1262與ADS1263。

據(jù)TI中國區(qū)模擬業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理朱文斌介紹，這兩款A(yù)DC有三個特點：一是能精確測量小信號。在2.5SPS采樣率情況下，還能達(dá)到7nV的均值信號水平，目前32位同類水平ADC中精度最高的ADC。這點對于輸入10mV甚至是更小的電橋都是必不可少的，解決了以前一些24位乃至更低的ADC都會出現(xiàn)的分辨率低的問題。更重要的是，這顆芯片能支持在高速采樣率下還有比較高的精度。在38k的采樣率下還能做到16位的精度，這在業(yè)界內(nèi)是相當(dāng)高的水準(zhǔn)，這樣就同時在精度與速度方面有了更高的性能。

第二， 在長時間工作情況下，就算是寬范圍溫度波動情況下還是要做到至少是手冊上標(biāo)注的精度，數(shù)據(jù)采集卡在常溫上要做到千分之一或萬分之五的精度不難，也就是25℃下。在寬范圍的溫度情況下都要做到這個精度是很困難的。兩款A(yù)DC內(nèi)部具有高精度的基準(zhǔn)，本身的增益漂移、偏移漂移都是相當(dāng)優(yōu)秀的所以，從芯片角度就幫設(shè)計者解決了溫漂的問題。

第三個特點是，ADS1262和ADS1263內(nèi)部集成了ADC、PGA、振蕩器、溫度傳感器。更重要的是集成了雙路匹配IDAC，可以用于熱電偶、RDD等必須使用電流源的場合。從集成度的角度來講，ADS1262/63它基本已經(jīng)集成所有給到工業(yè)線上的這些模擬信號輸入的采樣。除此之外，ADS1262/63還集成了一些診斷功能。用戶可以判斷前面的PGA是否飽和，內(nèi)部ADC是否飽和;更具備外部傳感器診斷功能，可以判斷外圍溫度傳感器、RDD是短路還是斷路。

如圖可見1263比1263多了一個24位的Delta-sigmaADC。在進(jìn)行熱電偶測量時，這個24位ADC用于冷節(jié)點補償。這樣ADS1263單顆芯片就可做熱電偶測量。

ADS 1262/3作為TI公司首款適用工業(yè)應(yīng)用的32位ADC，憑借其高分辨率、超低噪聲、高集成度和監(jiān)測、診斷等特性，成為了當(dāng)之無愧的明星產(chǎn)品。為TI公司在工業(yè)4.0的陣地中謀得了先機(jī)。