作為典型的模擬電路產(chǎn)品，放大器的革新雖然一直在持續(xù)，但是因產(chǎn)品特點(diǎn)使得其創(chuàng)新的節(jié)奏相對(duì)緩慢。近幾年來(lái)，隨著工業(yè)、汽車(chē)和消費(fèi)電子等市場(chǎng)需求的快節(jié)奏變化，放大器創(chuàng)新的步伐明顯加快。日前，筆者采訪(fǎng)了德州儀器（TI）放大器產(chǎn)品部副總裁兼總經(jīng)理Amichai Ron先生，闡述了其對(duì)放大器技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展最新趨勢(shì)的觀(guān)點(diǎn)。

工業(yè)、汽車(chē)和消費(fèi)電子引領(lǐng)市場(chǎng)增長(zhǎng)

毋庸置疑，半導(dǎo)體產(chǎn)品的革新動(dòng)力來(lái)自于市場(chǎng)需求。隨著工業(yè)市場(chǎng)、汽車(chē)市場(chǎng)以及個(gè)人電子產(chǎn)品市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)，半導(dǎo)體產(chǎn)品在這三個(gè)市場(chǎng)的應(yīng)用也日漸增長(zhǎng)。

汽車(chē)上擁有更多的功能、變得更加的安全、更豐富的車(chē)上娛樂(lè)信息系統(tǒng)以及更多的功能正在被集成到汽車(chē)上。一輛汽車(chē)上的所有半導(dǎo)體產(chǎn)品成本從僅有幾十美元已達(dá)幾百美元，隨著電動(dòng)車(chē)的普及，汽車(chē)上將會(huì)出現(xiàn)越來(lái)越多的電子產(chǎn)品。

by Amichai Ron

在個(gè)人電子產(chǎn)品方面，現(xiàn)在大家可能更多會(huì)用到可穿戴醫(yī)療設(shè)備來(lái)檢測(cè)自己的心率等健康指標(biāo)。如今，市場(chǎng)對(duì)電子系統(tǒng)的需求不光是數(shù)量上越來(lái)越多，對(duì)體積要求越來(lái)越小，對(duì)智能化的要求也越來(lái)越高。

傳感、智能和多功能

無(wú)論是工業(yè)領(lǐng)域，還是汽車(chē)和消費(fèi)電子領(lǐng)域，電子系統(tǒng)的市場(chǎng)需求大方向上都是朝著需要更具感知力、更強(qiáng)的性能表現(xiàn)以及更多功能上發(fā)展的。市場(chǎng)需要的不僅僅是更多數(shù)量的電子系統(tǒng)，而且對(duì)于新的電子系統(tǒng)的體積和智能化提出了更高要求。

Amichai Ron表示，在我們的觀(guān)察中發(fā)現(xiàn)，其實(shí)工業(yè)市場(chǎng)、汽車(chē)市場(chǎng)以及個(gè)人電子市場(chǎng)的需求是有一些共同點(diǎn)的。如果你曾經(jīng)參觀(guān)過(guò)現(xiàn)代的工廠(chǎng)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)工廠(chǎng)內(nèi)安裝了許多傳感器，設(shè)備里都有許多電子元器件，傳感器在其中所起到的作用就是幫助機(jī)器人感知其周?chē)沫h(huán)境。

同時(shí)的現(xiàn)象發(fā)生在個(gè)人消費(fèi)電子產(chǎn)品里，智能手機(jī)里面也安裝著許多傳感器。這些傳感器為手機(jī)傳遞位置信息，“告訴”手機(jī)其他什么設(shè)備與之相連接。同時(shí)，這些設(shè)備還能夠?qū)崿F(xiàn)其他的功能，例如通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別來(lái)分析你的語(yǔ)音指令并執(zhí)行。這類(lèi)產(chǎn)品對(duì)傳感器的要求非常高，要求麥克風(fēng)MEMS傳感器陣列相當(dāng)集成，因?yàn)檫@么小的一個(gè)產(chǎn)品里可能有6-7個(gè)傳感器，麥克風(fēng)產(chǎn)品后面跟了許多ADC器件和信號(hào)處理器件，它就要求整個(gè)信號(hào)處理系統(tǒng)越來(lái)越緊湊、小型，還有低功耗。

總之，無(wú)論是在工業(yè)、汽車(chē)還是個(gè)人電子產(chǎn)品領(lǐng)域，市場(chǎng)都要求其更具感知力，讓每一節(jié)點(diǎn)具有更多感應(yīng)器、更強(qiáng)的性能表現(xiàn)，讓設(shè)備能加地智能、以及更多功能，讓每臺(tái)設(shè)備實(shí)現(xiàn)的更多。

新需求下的放大器技術(shù)創(chuàng)新

市場(chǎng)變化趨勢(shì)又具體對(duì)放大器的創(chuàng)新和發(fā)展意味著什么呢？

Amichai Ron認(rèn)為，這些市場(chǎng)趨勢(shì)則要求放大器的封裝尺寸變小，具有極低的功耗以延長(zhǎng)電池和系統(tǒng)的使用壽命，但同時(shí)，還要求增強(qiáng)系統(tǒng)的性能表現(xiàn)，同時(shí)達(dá)到以上的要求是極具挑戰(zhàn)性的。

為了滿(mǎn)足對(duì)小尺寸放大器的需求，TI在今年2月6日推出了世界上最小型的運(yùn)算放大器，這枚名為T(mén)LV9061的運(yùn)算放大器僅占0.64mm2。

據(jù)Amichai Ron介紹，盡管這款放大器尺寸非常小，但仍然能夠保持低功耗且高性能，幫助工業(yè)、汽車(chē)還是個(gè)人電子領(lǐng)域客戶(hù)的設(shè)計(jì)都能夠減少系統(tǒng)尺寸和功耗的同時(shí)，保持高性能。

據(jù)了解，TLV9061運(yùn)算放大器具有以下三個(gè)特點(diǎn)：減少系統(tǒng)尺寸及成本、提供高性能設(shè)計(jì)以及提供更高的DC準(zhǔn)確性。從系統(tǒng)角度來(lái)講，現(xiàn)在運(yùn)放有個(gè)要求，因?yàn)檫@些器件經(jīng)常面對(duì)著電磁干擾，需要把EMI 濾波器集成進(jìn)去。比如手機(jī)內(nèi)的運(yùn)算放大器集成了EMI的濾波器，就使得用戶(hù)在做系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)節(jié)省了使用外部濾波器所占用的空間。TLV9061運(yùn)算放大器是10M帶寬的器件，同時(shí)能保證在10M帶寬情況下，功耗比同類(lèi)10M帶寬低，且性能保持在很高的水平。第三點(diǎn)則是其DC精度具有更高的準(zhǔn)確性。

Amichai Ron表示，TLV9061只是一個(gè)開(kāi)始，TI后面會(huì)推出更多系列家族來(lái)進(jìn)入到最小封裝家族系列。

LPV821系列放大器是TI在低功耗方向上的杰出代表，這款放大器集超高精度與極低功耗于一身，功耗能夠降低60%，且使用零漂移技術(shù)，使得精度能夠到達(dá)很高的水平。Amichai Ron對(duì)于這款放大器產(chǎn)品給予了很高的評(píng)價(jià)，為能夠?yàn)榭蛻?hù)提供如此高性能的放大器感到自豪。

據(jù)Amichai Ron介紹，這款運(yùn)算放大器能在最低電源電流為650nA的條件下仍然能夠提供超高精度。其次，是功耗降低60%，這在業(yè)內(nèi)也是最低的。第三個(gè)特點(diǎn)則是其超高的精度，通過(guò)自校準(zhǔn)及零漂移技術(shù)以確保超高的精度。不僅為客戶(hù)提供器件，同時(shí)幫助客戶(hù)更好地在其系統(tǒng)設(shè)計(jì)中使用這些器件。用LPV821加一些MCU和無(wú)線(xiàn)的器件組成了一個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感節(jié)點(diǎn)。因?yàn)楸旧砭€(xiàn)上電流已經(jīng)很低，4-10mA，還需要在上面取一些電給放大器供電，從而讓它整個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)能正常工作，發(fā)送信號(hào)，所以對(duì)功耗的要求就會(huì)比較高，而且0-40mA是很小的電流，除了電流小，功耗要求之外，對(duì)精度也有要求，要分辨那么小的電流。所以，它非常適合既要低功耗又要高精度的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

廣泛的產(chǎn)品組合與完整的技術(shù)資源儲(chǔ)備

作為模擬半導(dǎo)體產(chǎn)品的代表，工程師在使用放大器過(guò)程中需要學(xué)習(xí)相當(dāng)多的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，而如何選擇到合適的放大器產(chǎn)品成為加快開(kāi)發(fā)進(jìn)度的關(guān)鍵。

Amichai Ron表示，我們希望傳遞的一個(gè)信息是，我們的客戶(hù)無(wú)論是需要何種放大器，滿(mǎn)足何種需求，他們都可以在TI的放大器產(chǎn)品線(xiàn)中找到。

在TI的整個(gè)放大器產(chǎn)品組合非常全面，為客戶(hù)提供滿(mǎn)足無(wú)論是在工業(yè)、汽車(chē)、個(gè)人電子或其他領(lǐng)域，各自幾乎你可以想象到的需求的放大器。從超高性能到優(yōu)化成本，無(wú)論是需要最大程度地提高電壓系統(tǒng)性能，延長(zhǎng)電池和系統(tǒng)壽命，減少布板空間或者提高可靠性，都可以在我們的放大器產(chǎn)品組合中找到適合的。

另外，為了方便工程師針對(duì)放大器電路的開(kāi)發(fā)， TI除了提供IC之外還一直不遺余力地給工程師提供整套參考方案。TI的工程師一直在打造一些參考設(shè)計(jì)，這些參考設(shè)計(jì)選用了一些比較典型的應(yīng)用場(chǎng)景，現(xiàn)在用TI最好或性?xún)r(jià)比最高的運(yùn)放搭成典型應(yīng)用電路。

據(jù)了解，目前有超過(guò)40個(gè)左右運(yùn)算放大器和ADC一起搭成典型應(yīng)用電路，且這些都已經(jīng)發(fā)布在了TI的官網(wǎng)上，包括原理圖、仿真都在上面，給了工程師很多方便的選擇。工程師不用再去思考這個(gè)系統(tǒng)解決方案到底要花多少運(yùn)放和比較器搭出這樣功能，TI直接給了他們一個(gè)參考。

TI還為運(yùn)算放大器產(chǎn)品提供豐富的免費(fèi)開(kāi)發(fā)工具。首先是DIY 放大器評(píng)估模版，客戶(hù)能夠很快或者新入門(mén)的工程師能很快評(píng)估運(yùn)放的概念，并驗(yàn)證仿真。另一個(gè)需要一個(gè)強(qiáng)調(diào)的是TI 精度實(shí)驗(yàn)室。我們?cè)赥I官網(wǎng)上公布了包括一系列視頻或一系列工具給到工程師，從入門(mén)初級(jí)到高級(jí)進(jìn)階級(jí)教程都有，許多視頻是由中國(guó)的工程師錄制的，告訴工程師怎么讀運(yùn)放手冊(cè)、找到關(guān)鍵指標(biāo)如何計(jì)算等等，是一個(gè)非常好的教材。

除此以外，我們還提供模擬射擊的袖珍參考電子書(shū)，提供很多運(yùn)放概念以及選型，電路怎么選，是給工程師在案頭做設(shè)計(jì)時(shí)非常實(shí)用的一個(gè)參考資料。

TI還提供其他的工具，包括TINA-TITM，在工程界比較有名的SPICE仿真軟件，以及德州儀器中文技術(shù)支持社區(qū)（TI E2ETM 中文社區(qū)）。