TI, 산업용 시스템 위한 SAR ADC 공개
산업용 시스템의 정밀한 데이터 수집을 지원
고속 디지털 제어 루프로 전력 소모 65% 절감


산업용 시스템의 데이터 중심 작업 증가로, 시스템 결함 방지를 위한 신속한 의사결정이 요구되고 있다. 이에 빠르고 정확한 데이터 수집에 대한 수요가 늘었다.

텍사스 인스트루먼트(TI)는 10일, 고속 데이터 컨버터 제품 포트폴리오를 산업용 디자인에서 정밀한 데이터 수집을 가능케 하는 연속 근사 레지스터(SAR) ADC 분야로 확장했다. ‘ADC3660’ 제품군은 낮은 전력 소모로 넓은 동적 범위를 제공하며, 14·16·18bit 분해능, 10~125Msps 샘플링 속도의 8개 제품으로 구성된다. 

ADC3660 제품군은 향상된 고속 데이터 수집 정밀도로 산업용 시스템에서 요구하는 실시간 제어 기능을 충족한다. 특히, 고속 디지털 제어 루프에서 역동적으로 변화하는 전압이나 전류에 빠르게 응답할 수 있어 전원 관리 시스템 때문에 주요 부품이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 동급 디바이스보다 지연이 최대 80% 짧다. 따라서 다양한 산업용 시스템 내의 고속 디지털 제어 루프가 전압/전류 스파이크를 정확하게 모니터링하고 빠르게 응답할 수 있도록 지원한다. 이를 통해, 반도체 제조 시스템 등의 애플리케이션에서 장비 정밀도를 높일 수 있다.

◇ 저전력 소모와 잡음 방지 성능 둘 다 잡아

그간 산업용 시스템 설계자는 우수한 잡음 방지 성능과 낮은 전력 소모 사이에서 선택을 해야 했다. 이는 정밀한 데이터 수집이 필요한 배터리 구동 디바이스를 설계할 때 특히 더 문제였다. 신규 TI SAR ADC 제품군은 이런 절충이 필요없다.

‘ADC3683’ 65Msps 18bit SAR ADC는 84.2dB의 신호대잡음비(SNR), -160dBFS/Hz의 잡음 스펙트럼 밀도를 달성하여 채널당 전력 소모가 94mW로 낮다. 총 36mW를 소모하는 10Msps 14bit ‘ADC3541’은 전력 민감 애플리케이션의 열 관리를 간소화하고 배터리 시간을 늘린다. ‘ADC3660’ 65Msps 16bit SAR ADC는 82dBFS SNR을 달성해 소나(sonar) 애플리케이션의 이미지 해상도를 높이며, 경쟁 제품 대비 65% 적은 채널당 71mW의 전력을 소모한다. 

◇ 기능 통합과 높은 샘플링 주파수로 설계 간소화

ADC3660 제품군은 높은 샘플링 속도와 기능 통합으로 시스템이 필요로 하는 부품 수를 줄인다. ADC3683은 동급 18bit 제품과 비교 시 2배의 채널 밀도, 4배 빠른 샘플링으로 오버샘플링이 가능하다. 따라서 설계자는 에일리어싱(aliasing) 방지 필터의 복잡성을 낮추고 시스템 부품 수를 75%까지 줄일 수 있다.

또한, 온칩 데시메이션(decimation) 기능으로 시스템에서 원치 않는 잡음과 고조파를 쉽게 제거하고 SNR과 스퓨리어스(spurious) 없는 동적 범위(SFDR)를 15dB까지 높인다. CMOS 인터페이스도 제공해 FPGA가 아니라 Arm 기반 프로세서나 디지털 신호 프로세서와 함께 사용할 수 있어 시스템 비용을 절감할 수 있다.
 
ADC3563, ADC3583, ADC3643, ADC3660, ADC3663, ADC3664, ADC3683 제품은 5×5mm WQFN 패키지로 제공된다. 현재 TI.com에서 ADC3541 양산 전 평가 모듈 버전을 구매할 수 있으며, 양산은 2022년 1분기 시작 예정이다. 가격은 1천 개 단위로 249달러고, 다양한 결제 수단과 운송 옵션을 선택할 수 있다.