不要忽視模擬——它是物聯網的秘訣

　　物聯網的大部分創新都集中在數字技術上。從在云中運行軟件的電力服務器，到在我們的工廠、家庭和個人設備中越來越靠近邊緣運行的智能設備。討論中經常遺漏的是，物聯網的邊緣實際上仍然完全是模擬的，可以根據光、壓力、溫度、接近度等進行觀察和測量。

　　換句話說，物聯網實際上是對從模擬源生成的數字數據的智能操作。因為模擬技術位于網絡的最邊緣，所以模擬層的質量最終決定了系統中其他一切的質量，從生成的數字數據到得出的見解和采取的行動。

　　因此，嘈雜的模擬前端會導致數字信息失真，從而對整個系統產生重大影響。把模擬部分弄好，數字應用就會更好。此外，對于控制流程的物聯網應用，數字信息還必須在邊緣準確地轉換回模擬。

　　還是不信？這就是為什么模擬是物聯網的秘密武器。

　　模擬部件 + 數字連接 = 有效的物聯網部署

　　它可能不流行，甚至不受歡迎，但事實是，物聯網必不可少的許多復雜設備都依賴于模擬技術。事實上，它是物聯網成功實施和運營不可或缺的一部分。如果沒有經過試驗和測試的解決方案，例如模數轉換器 （ADC）、數模轉換器 （DAC）、電壓放大器和濾波器，物聯網應用將無法正常工作。

　　例如，傳感器是物聯網的基礎。物聯網系統由傳感器和設備組成，它們相互連接以直接或通過云進行通信和共享數據。沒有它們，就無法收集和共享數據。是的，一些物聯網設備直接與數字傳感器集成，但原生模擬通常可以更準確地表示數據源。雖然集成到設備中的 ADC 可以降低開發工作量和成本，并降低驅動設備所需的功率，但分立轉換器仍然至關重要。

　　然后，這些數據被用于執行某種行動，這可能涉及機器、電子設備、人類或這些的某種組合。典型的信號采集源包括溫度變化、光照水平和壓力差，以及接近度、速度和觸摸感應。其他包括是否存在煙霧、氣體、二氧化碳等等。

　　定義模數差距

　　事實上，大多數參與設計物聯網相關解決方案的工程師可能主要考慮數字化并在設計過程的后期考慮模擬功能，但這可能會造成不必要的障礙，同時增加產品的上市時間。物聯網工程師需要更早地彌合數字和模擬設計要求之間的差距，以便他們可以降低產品復雜性，同時縮短開發時間。為了幫助實現這一目標，他們將受益于對數字設計師創建的基于模擬的解決方案的更高認識和訪問。這些高性能設備應該能夠應對各種基于物聯網的設計挑戰。

　　例如，電源管理電路需要開關穩壓器、脈寬調制控制器、電源模塊和驅動器以及電池充電器。這可以通過包括比較器和放大器（例如電流檢測放大器、儀表放大器和運算放大器）的線性產品以及包括模擬/數字轉換器、功率監控和計量 IC、電流/直流功率測量 IC 的混合信號產品來解決和數字電位器。

　　定義挑戰并確定解決方案

　　即使可以使用如此強大的產品，許多物聯網工程師仍將模擬視為一個特別具有挑戰性的前景。例如，在將這些連接協商到復雜的物聯網系統時，很難跟上反饋、放大和濾波（以保持信號清潔）等模擬概念的相互作用。例如，在比較濾波器時，普遍的看法是模擬濾波器的設計可能比數字選項的低復雜性要復雜得多。同樣，在尋找最佳運算放大器時，設計人員必須考慮放大器是否會降低 ADC 或 DAC 的性能。他們還需要考慮信號范圍、增益、靜態和動態負載以及電源電壓。有時甚至比數字技術還要困難。

　　另一個常見的誤解是需要權衡取舍：雖然模擬電路可能比數字電路更難設計，但后者的成本可能要高得多。這種認為模擬設計要困難得多的信念可能會弄巧成拙，因為具有模擬工作知識的設計人員在處理其應用程序的數字部分時可能會更有效率。

　　作為起點，物聯網工程師需要了解模擬設計使用無源元件以及二極管、晶體管、運算放大器和其他半導體器件來改變輸入電壓或電流的幅度、頻率或形狀。工程挑戰是在數字化之前控制信號保真度、放大和濾波，因此設計人員必須能夠掌握放大器的基本原理，無論是差分放大器、運算放大器還是其他放大器。從智能家居的角度考慮放大器；強大的模擬技術使語音助手或通知的音頻技術更加容易。［WJ1］ 雖然設計人員可能理解并欣賞模擬的重要性，但仍有一個模擬/數字鴻溝需要克服

　　端到端合作伙伴是從模擬到數字及其他領域的橋梁

　　駕馭這種技術復雜性是強大的端到端合作伙伴可以為設計師提供的一部分。Microchip 等行業領導者真正考慮到數字設計師的需求，提供了適用于任何復雜程度的強大產品組合。此外，Avnet 的評估、開發和參考板、在線設計支持中心、網絡研討會、教學視頻和全球技術支持將設計師鏈接到產品開發生態系統中，以幫助他們將設計推向市場。

　　審核編輯：郭婷