在德州儀器（TI）“2015 TI創(chuàng)新感測技術(shù)媒體說明會”上，半導體事業(yè)部中國區(qū)模擬業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理朱文斌對TI傳感器產(chǎn)品進行了全面和綜合的介紹。他首先展望了電子行業(yè)的發(fā)展趨勢對感測技術(shù)提出了新的要求；然后介紹了TI創(chuàng)新技術(shù)引領(lǐng)感測應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展。

朱文斌表示，電子產(chǎn)品的創(chuàng)新和發(fā)展離不開感測技術(shù)的支持。無論是汽車應(yīng)用、集成多功能可穿戴設(shè)備的應(yīng)用，都對感測技術(shù)提出了更高的要求。感測技術(shù)同樣也對目前較熱門的物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，以及促進我國工業(yè)升級而發(fā)布的戰(zhàn)略“中國制造2025”有著舉足輕重的作用。傳感器在工業(yè)4.0和物聯(lián)網(wǎng)時代變得越發(fā)重要。前段時間發(fā)布的“中國制造2025”白皮書中指出，中國要在工業(yè)領(lǐng)域做布局，不僅是產(chǎn)品布局，也有芯片布局。較近大家陸陸續(xù)續(xù)聽到中國很多資本要收購國外半導體產(chǎn)業(yè)，雖然有很多技術(shù)或經(jīng)濟上原因沒有收購成，但我們?nèi)匀豢梢钥吹絿�家在這方面投入了大量的資產(chǎn)。包括汽車應(yīng)用領(lǐng)域也越來越注重傳感器的應(yīng)用，比如DLP用在前端投影顯示，各種壓力傳感器、溫濕度傳感器等等。包括智能工廠以及工廠智能化，越來越多傳感器會在這兩年里慢慢融入到整個電子行業(yè)的發(fā)展趨勢。

TI感測技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)應(yīng)用發(fā)展

朱文斌介紹，TI在感測技術(shù)的創(chuàng)新有50年的歷史，其技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)著感測應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展。其中很多是業(yè)內(nèi)首創(chuàng)，第一個是溫度IC，到目前為止TI已經(jīng)有大約130多顆溫度IC在市面上銷售；第二是非接觸式紅外單片微機電系統(tǒng)溫度傳感器，用于測人體體溫，但不需要接觸人的皮膚，這也是TI第一顆紅外單片的微機電系統(tǒng)的溫濕度傳感器。

TI還有第一顆氣體/化學傳感器模擬前端（AFE），有一顆在2014年得了一個創(chuàng)新大獎“LDC電感及數(shù)字轉(zhuǎn)換器”。另外，DLP也是獲得了奧斯卡大獎的技術(shù)。2015年TI獨樹一幟發(fā)布了第一款抗噪電容式感測芯片，可以應(yīng)用在很多領(lǐng)域，比如汽車后備廂自動踢門感應(yīng)。用普通電容感測技術(shù)可能會存在蠻多問題。

他說，因為傳感器產(chǎn)品相對有點復雜，除了溫度、濕度傳感器使用很簡單以外，大量復雜的傳感器產(chǎn)品其實和系統(tǒng)設(shè)計以及結(jié)構(gòu)設(shè)計相關(guān)。所以，為了能夠方便客戶很快地把TI產(chǎn)品融入到本身產(chǎn)品設(shè)計里，TI在傳感器設(shè)計里提供了目前為止超過50款的參考設(shè)計，包括前端PCB設(shè)計和線圈設(shè)計等，以加速客戶開發(fā)這類產(chǎn)品的進程。無論是產(chǎn)品還是單顆IC，包括一整套配套的參考設(shè)計也是非常重要的。

他介紹說，TI目前的傳感器，按功能分，有溫度傳感器；溫度傳感器包含了單片傳感器以及溫濕度一體傳感器（單芯片）；還有電流/功率傳感器；測量材料傳感器，包括電感式、電容式、超聲波、光學傳感器、光照（測量環(huán)境光）。現(xiàn)在有炒的很火的TOF手勢識別，如果家里有Player Station，不管索尼還是微軟的Wii還是X-Box，很多都是體感游戲，需要傳感器測量人體動作。TI今年也有一些剛量產(chǎn)的產(chǎn)品，有測量壓力、氣體的等等。較重要的是生物感測，現(xiàn)在的蘋果手表里流行的檢測心率的功能，這也隸屬于生物感測方面。

TI一年來的感測產(chǎn)品創(chuàng)新

朱文斌詳細介紹了2015年TI感測產(chǎn)品的創(chuàng)新，包括PGA900、LDC1614、DRV421、INA250、FDC2214和TMP107。

LDC1614電感感測IC系列產(chǎn)品重新定義了TI獨樹一幟的電感感測解決方案，是整個家族里目前較新的一顆，精度是較高的28位精度，能檢測到亞微米級的變化。這個芯片能檢測到向它靠近的微小金屬芯片，因為它是檢測電感的，本身芯片前端一個LC諧振線圈、PCB線圈會激勵它發(fā)射一些電磁場諧振，當有金屬靠近時它的諧振頻率會發(fā)生變化，就是金屬和前端傳感器又構(gòu)成新的LC諧振線圈。一旦金屬靠近，諧振頻率和等效阻抗發(fā)生變化，就意味著能檢測出金屬靠近了多少，如果檢測出一個公式，電感量隨著金屬靠近距離變化，就能檢測出它的距離。而且，LDC1614是4通道，能夠支持差分和比例測量。這個芯片在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，一是點鈔機（清分機）。二是抽油煙機，廠家用不銹鋼做一體成形的抽油煙吸頂，這樣就不需要在外面加玻璃了和按鍵。

DRV421磁感應(yīng)、全集成IC用于電流傳感器廠家做電流傳感器。它也是一顆集成芯片，包含磁通門傳感器，各種放大、信號調(diào)理電路、偏置調(diào)理電路和驅(qū)動電路等等在里面。較大程度地簡化了磁通門傳感器的設(shè)計。同時，這樣的集成方案帶來一個好處，就是它會減少補償線圈和磁通門之間的耦合，從而使得匹配性更高，精度也能做上去。目前DRV421因為集成了磁通門電流檢測放大器，它的精度能達到千分之一，相比普通用離散器件，它的穩(wěn)定度、精度做得非常好。全球較大的線圈和變壓器廠家勝美達的變壓器，采用了DRV421。它的用法很簡單，因為TI想要客戶能使用較簡單的方法應(yīng)用這個芯片。所以，只要把上面的變壓器放在芯片上就可以有自動的電磁耦合。目標模塊將PCB組件置于DRV421之上，使客戶做到盡量簡潔的設(shè)計。

PGA900是業(yè)界較高反變率壓力傳感器信號調(diào)節(jié)器。目前這款產(chǎn)品發(fā)布的近半年時間里，已經(jīng)有很多客戶在做這方面的產(chǎn)品設(shè)計。不單單是做壓力，有的還做大氣壓。因為它前端都是橋式的傳感器芯片。客戶到目前反映這是他們見過的較集成的芯片。不像原來做壓力、變通器傳感器需要ADC再加上一個4-20毫安的串通器，現(xiàn)在都是一體了。所以，TI在客戶產(chǎn)品小型化已經(jīng)做到了非常好的程度。網(wǎng)絡(luò)客戶需要在那么小的壓力傳感器上，上面是采集板，下面是信號輸出板，現(xiàn)在用一顆板就可以解決，目前器件反饋還是相當不錯的。明年TI可能會推出PGA900和一系列產(chǎn)品，包括汽車級的。

INA250是電流檢測放大器，可加快設(shè)計速度的工具與支持。它的較大特點是把采樣電阻做到了芯片里，這也是業(yè)界第一款把采樣電阻做到芯片里的電流檢測芯片。里面集成了一個兩毫歐的分流電阻，提供了千分之一的容差，從-40度到125度。很多客戶現(xiàn)在用的這個都是同時用電阻或其他工業(yè)電阻，再加上其他的電流放大器搭成這樣的系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)有幾個問題，體積會變大，電阻不太好選，供應(yīng)商太多，都要包括千分之一的精密電阻，對客戶而言不太好選。客戶用了這個芯片能把本身的電流采樣板做到70%以上的面積，特別是對于一些變頻4V控制的客戶。

FDC2214是一個系列產(chǎn)品，是個電容式感測技術(shù)。和觸摸屏相比，它是電容式感測芯片，抗噪性能目前是較好的，因為它的架構(gòu)和普通電容式芯片架構(gòu)不一樣。FDC2214的兩個賣點。一是噪音超低，它能接受很小的電容變化信號，同樣的檢測距離，能把傳感器面積做小；二是它的抗干擾能力目前是獨樹一幟的。所以較早這顆芯片是帶Q的，是給很多汽車應(yīng)用領(lǐng)域的。還有平衡車，它上面有個功能，要檢測你人有沒有站在上面，只有雙腳站在上面才能把機器開起來，不然你是開不動的。電容式檢測便可發(fā)揮這樣的功能。普通的電容式檢測也可以做，但有個很重要的問題：平衡車的輻射有可能比汽車更嚴重。所以，有些客戶用了FDC2214就可以很好處理噪聲的問題。大家如果有機會買輛平衡車，說不定里面就有一顆TI的芯片在里面，檢測人體是否靠近的技術(shù)。

TMP107支持長距離溫度跟蹤，可在惡劣環(huán)境下提高精度。其特點是能做很長距離的溫度跟蹤，因為它有獨特的I/O技術(shù)；精度比較高，正負0.4的檢測精度。它能串成菊花鏈的形式，把芯片較多能接32顆芯片，把32顆芯片串成一圈，每個芯片的距離間隔2、3米的樣子。而且它是單線連接，32顆芯片所有線是通過一顆芯片通信的，用SMART ART接口在里面。在物流行業(yè)，冷凍車、冷凍柜，尤其是藥物對溫度要求非常高。醫(yī)院里輸送血液的冷藏對冷凍車的要求很高，要求車廂里有好幾十個溫度點的采樣。一般的做法時每個地方放顆熱敏電阻NTC，每顆都連到MCU。想象把冷凍層剝掉之后里面有多少根線布在里面。用了這顆芯片之后你可以把整個鏈路串成，較前面一顆和MCU相連，其他全用一根線串在上面，這是它較有意思的地方。所以，這樣的場景它只要三根線就夠了。

朱文斌較后表示，為了加速客戶設(shè)計，TI還提供各種評估板和參考設(shè)計。2015年，TI發(fā)布的6顆芯片是具有創(chuàng)新和領(lǐng)先的感測芯片。他期待來年有更多驚喜，相信明年還會有更多基于這個芯片的產(chǎn)品以及芯片級產(chǎn)品問世。

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