高精度傳感時代 噪聲設(shè)計究竟有多重要？

隨著全球物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展以及汽車電子智能化、ADAS駕駛輔助系統(tǒng)的普及化，傳感器的應(yīng)用范圍已經(jīng)是越來越廣。但基于傳感器本身的特性和原理，傳感器是將微弱的環(huán)境變化轉(zhuǎn)換為電器特性的產(chǎn)品，因此會將接收到的信號通過運算放大器和比較器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。運算放大器和比較器的作用和性能，對于傳感器能否充分發(fā)揮效用就會變得越來越重要。這種實際應(yīng)用要求運算放大器或者比較器一定要有比較高的精度，即比較低的誤差，如此放大或者比較出來信號才真實可靠。

　　而在眾多影響運算放大器和比較器精度的因素當(dāng)中，噪聲占據(jù)了很大一部分。羅姆半導(dǎo)體上海技術(shù)中心FAE朱莎勤告訴記者：“噪聲對芯片的影響可能會導(dǎo)致誤差，也有可能會導(dǎo)致誤動作，特別是從傳感器應(yīng)用來說，我們都不希望有誤差或者是誤動作發(fā)生，這就要求運算放大器的低噪聲和抗干擾性能必不可少?！?/p>

　　特別是如今，用于電動汽車和ADAS中的汽車電子系統(tǒng)的電子化和高密度化正日益加速，噪聲環(huán)境也變得愈發(fā)嚴(yán)峻。通常，在汽車開發(fā)中，難以對電路板和系統(tǒng)單體做噪聲評估，一般需要組裝后再進(jìn)行評估，但一旦評估結(jié)果出問題，就需要大規(guī)模修改，因此降噪設(shè)計一直是一個重大課題。

　　為應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，ROHM充分利用自有的垂直統(tǒng)合型生產(chǎn)體制和模擬設(shè)計技術(shù)優(yōu)勢，從2017年開始開發(fā)EMARMOUR系列。據(jù)ROHM公司介紹，該系列的產(chǎn)品具有非常出色的抗干擾性能，有助于減輕降噪設(shè)計負(fù)擔(dān)，在車載和工業(yè)設(shè)備市場獲得了高度好評。

　　作為全球基礎(chǔ)半導(dǎo)體器件領(lǐng)域的領(lǐng)軍角色，羅姆半導(dǎo)體在2020年度的運算放大器和比較器產(chǎn)品出貨表現(xiàn)亮眼，據(jù)編者了解，年出貨量超過了5億枚，其中工業(yè)部分占12%，車載部分占25%。

　　普通的抗EMI性能出色的運算放大器，一般僅做“DPI測試”，通過采取濾波器對策，僅在特定頻段具有較強的抗噪能力。朱莎勤表示：“羅姆的想法是，即使在應(yīng)用產(chǎn)品中不采取特別的對策，也不會發(fā)生誤動作。因此，運算放大器BD8758xYx-C系列通過了4種國際抗干擾度測試，并且實現(xiàn)了非常出色的抗干擾性能?！?/p>

　　除此之外，羅姆也發(fā)布了抗EMI性能非常出色，可減輕降噪設(shè)計負(fù)擔(dān)以及配備了高精度仿真模型，可防止實際試制后返工的軌到軌輸入輸出、高速CMOS運算放大器BD8758xYx-C系列。分別是單通道產(chǎn)品BD87581YG-C，以及兩通道產(chǎn)品BD87582YFVM-C。據(jù)羅姆官方披露，這些新產(chǎn)品已于2021年5月開始暫以月產(chǎn)100萬個的規(guī)模投入量產(chǎn)。

　　以出色的抗干擾性能著稱的EMARMOUR系列的開發(fā)初衷，朱莎勤總結(jié)到：“羅姆的設(shè)計是為了在應(yīng)用產(chǎn)品中無需采取特別措施也可防止產(chǎn)品因噪聲干擾而誤動作。其中，此次的新產(chǎn)品在國際通行的4種抗擾度評估測試中均實現(xiàn)超強性能。例如，在汽車制造商實施的“電子輻射抗擾度測試 ISO 11452-2”中，普通產(chǎn)品的輸出電壓在整個噪聲頻段內(nèi)波動達(dá)到±300mV以上，而新產(chǎn)品的輸出電壓波動僅在±10mV以內(nèi)（僅為普通產(chǎn)品的1/30）。因此，將新產(chǎn)品配置在傳感器等部件的后段時，利用CMOS元件結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)快速且精準(zhǔn)的信號放大而完全不受外部噪聲的影響，因此在包括以各種異常檢測系統(tǒng)為首的廣泛應(yīng)用中，非常有助于減少設(shè)計工時并提高系統(tǒng)的可靠性?！?/p>

　　作為持續(xù)性基礎(chǔ)創(chuàng)新的領(lǐng)軍者，未來ROHM將會繼續(xù)擴(kuò)大新產(chǎn)品陣容，并且還會將高抗干擾技術(shù)應(yīng)用到電源IC等產(chǎn)品中，為進(jìn)一步減少各種應(yīng)用的設(shè)計工時和提高應(yīng)用的可靠性貢獻(xiàn)力量。