Các mạch tích hợp tương tự trong chuỗi tín hiệu công nghiệp

I. Vì sao IC tương tự quyết định độ chính xác của dữ liệu

Trong mọi hệ thống công nghiệp hoặc thông minh, đường dẫn tín hiệu cảm biến → đầu cuối tương tự (analog front end) → MCU / ADC xác định tính toàn vẹn của dữ liệu.
Nếu tín hiệu bị méo trước khi đến MCU, thì không một lượng xử lý kỹ thuật số nào có thể khôi phục lại độ chính xác.

Các bộ khuếch đại thuật toán và bộ so sánh là những IC thường bị đánh giá thấp nhất—nhưng cũng quan trọng nhất—đối với độ tin cậy trong ứng dụng công nghiệp.

II. Các loại chính và các yếu tố kỹ thuật cần xem xét

Các kỹ sư thường đánh giá IC tương tự dựa trên: Mật độ nhiễu Độ bù và độ trôi đầu vào, Dải điện áp nguồn. Độ ổn định theo nhiệt độ, Khả năng cung cấp lâu dài.

III. Bộ khuếch đại thuật toán trong các giao diện phía trước công nghiệp

Bộ khuếch đại thuật toán được sử dụng rộng rãi cho:

Khuếch đại tín hiệu cảm biến

Lọc chủ động

Bộ đệm đầu vào bộ chuyển đổi tương tự-số (ADC)

TI LM358DR: Bộ khuếch đại thuật toán kép, dải điện áp hoạt động rộng, mô hình đa dụng dành cho ứng dụng công nghiệp và tiêu dùng.

TI TLV9002IDR: Tiêu thụ điện năng thấp, nhiễu thấp, thường được sử dụng trong các mô-đun thu thập dữ liệu công nghiệp.

ADI AD8606ARZ: Op-amp độ chính xác cao, sai lệch đầu vào thấp, thường được sử dụng trong các ứng dụng đo lường y tế và công nghiệp.

ST TSX321ILT: Op-amp đơn tiêu thụ điện năng thấp, thích hợp cho các hệ thống chạy bằng pin.

Các op-amp này được triển khai rộng rãi tại Đức, Ý và Đông Nam Á, đặc biệt trong các mô-đun cảm biến và bảng I/O công nghiệp.

IV. IC so sánh: Lớp quyết định đầu tiên

Bộ so sánh đưa ra quyết định:

Khi chức năng bảo vệ được kích hoạt

Khi các báo động được kích hoạt

Liệu một hệ thống có được phép khởi động hay không

TI LM393DR: Bộ so sánh kép, rất phổ biến trong các hệ thống công nghiệp và hệ thống điện

ADI LTC1440CMS8: Bộ so sánh tiêu thụ công suất cực thấp, thường được sử dụng trong các thiết bị di động và hệ thống pin

ON Semiconductor LMV358: Điện áp thấp, tiêu thụ công suất thấp, phù hợp cho các thiết kế nhỏ gọn

V. Ví dụ thực tế: Mô-đun thu thập nhiệt độ công nghiệp

Một mô-đun thu thập nhiệt độ công nghiệp cần: khuếch đại tín hiệu nhiệt điện trở yếu, ức chế nhiễu công nghiệp và kích hoạt cơ chế bảo vệ khi nhiệt độ bất thường.

Kiến trúc giải pháp: AD8606 để khuếch đại tín hiệu chính xác, LM393 để so sánh quá nhiệt và vi điều khiển (MCU) chỉ nhận các tín hiệu đã được "xử lý" ổn định.

Kết quả: Độ chính xác đo lường được cải thiện đáng kể, tỷ lệ cảnh báo sai giảm xuống và hệ thống đã vượt qua bài kiểm tra tương thích điện từ công nghiệp (EMC).

VI. Thực tế về nguồn cung IC tương tự

Thị trường IC tương tự có những đặc điểm rất rõ ràng: vòng đời dài (10–20 năm), biến động giá thấp và các dự án công nghiệp hiếm khi yêu cầu thay đổi mẫu mã thường xuyên.

Tại các thị trường như Đức, Ấn Độ và Việt Nam, khách hàng đặt trọng tâm cao hơn vào tính nhất quán theo lô, kênh nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) và khả năng cung ứng dài hạn.

VII. Kết luận: IC tương tự xác định hiệu năng nền tảng của hệ thống

IC kỹ thuật số xác định độ phức tạp của hệ thống. IC tương tự xác định độ ổn định, độ chính xác và khả năng sản xuất.