單功能類比IC可輕鬆解決問題

作者 : Bill Schweber,Planet Analog

許多年前,高階系統功能已達到類比IC世界。因為,僅需一個ADC,就可以擁有一個具有其他所需功能的IC。但是,還需要單功能類比IC,這是由於沒有一個運算放大器是理想的,每個運算放大器都代表著許多性能因素之間的權衡或折衷…

許多年前,高階系統功能已達到類比IC世界。畢竟,為什麼僅需一個ADC,就可以擁有一個具有其他所需功能的IC,例如感測訊號調節、可編程增益放大器(PGA)、用於緩衝甚至記錄數據的記憶體、各種介面(SPI、I2C等),以及匹配的被動元件,如增益設置電阻。這非常有道理。

但是,還需要單功能類比IC,其主要是運算放大器或它們的許多同級放大器之一,例如儀表放大器(以安培為單位)或隔離放大器(iso放大器)。這種多樣性有很多原因,但是其中一個原因是沒有一個運算放大器是理想的,每個運算放大器都代表著許多性能因素之間的權衡或折衷。

然而,我很欣賞這些眾多的單功能類比IC,它們的能力是明確解決特定問題,不執行其他任何操作,以及擺脫干擾的能力。有趣的是,幾年前,有一種稱為「膠合邏輯」(glue logic)的數位IC,通常需要透過插入諸如基本的觸發器或閘之類的所需功能來使不兼容的數位IC協同工作,因此,各種7400系列邏輯元件被廣泛使用。當然,隨著高度整合的數位IC將其許多內部功能「膠合」在一起作為設計的一部分,對膠合邏輯的需求已大大減少。

不過,在類比方面,小型單功能IC仍然發揮著作用。例如,Maxim Integrated發佈的一系列具有各種「風味」(flavors)的超小型比較器(運算放大器的表親)。他們八種非常相似的奈米功率系列,即採用超小型封裝(僅為0.73mm × 0.73mm)的四焊球比較器,是解決問題的理想之選。

為什麼有八個不同的比較器?儘管每個都僅是基本、簡潔的元件,但每個設備也具有反相或同相輸入,以及汲極開路或推挽輸出的不同組合,如圖1所示。因此,你可以選擇比較器,它可以插入並實現計畫及所需的功能,還可以解決無法預料的「糟糕」設計情況的解決方案。在設計團隊會議上,我幾乎可以聽到有人說:「嗯……那兩個IC之間的訊號有點麻煩」,且還有人回答「嘿,如果我們可以在那插入一個比較器,就可以輕鬆解決這個問題。」

圖1 微型比較器的八位字節提供輸入和輸出結構的不同組合,使其更容易放置在需要的地方而無需支援的元件。(圖片來源:Maxim Integrated)

簡單的好處是,諸如此類的單功能IC,他們對使用者的要求不高。它們幾乎是自我支援,不需要花俏的I/O、電平轉換器、額外的保護、複雜的電源要求或排序、初始化軟體或其他可能使它們難以實際使用的條件。這些類比元件的目標是進入那裡、解決問題並保持安靜(從圖片和字面上看)。

你是否曾經使用過基本的類比元件相對容易地修復或糾正電路問題,或是系統誤解?你如何意識到解決方案是什麼?之後你是否被認為是「英雄」,還是這個問題太尷尬以至於無法認可?

(參考原文:Single-function analog ICs solve problems without giving headaches,by Bill Schweber,EDN Taiwan Anthea Chuang編譯)

 

 

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