高精度传感时代 噪声设计究竟有多重要？

高精度传感时代 噪声设计究竟有多重要？

　    随着全球物联网的发展以及汽车电子智能化、ADAS驾驶辅助系统的普及化，传感器的应用范围已经是越来越广。但基于传感器本身的特性和原理，传感器是将微弱的环境变化转换为电器特性的产品，因此会将接收到的信号通过运算放大器和比较器进行转换。运算放大器和比较器的作用和性能，对于传感器能否充分发挥效用就会变得越来越重要。这种实际应用要求运算放大器或者比较器一定要有比较高的精度，即比较低的误差，如此放大或者比较出来信号才真实可靠。

　　而在众多影响运算放大器和比较器精度的因素当中，噪声占据了很大一部分。罗姆半导体上海技术中心FAE朱莎勤告诉记者：“噪声对芯片的影响可能会导致误差，也有可能会导致误动作，特别是从传感器应用来说，我们都不希望有误差或者是误动作发生，这就要求运算放大器的低噪声和抗干扰性能必不可少。”

　　特别是如今，用于电动汽车和ADAS中的汽车电子系统的电子化和高密度化正日益加速，噪声环境也变得愈发严峻。通常，在汽车开发中，难以对电路板和系统单体做噪声评估，一般需要组装后再进行评估，但一旦评估结果出问题，就需要大规模修改，因此降噪设计一直是一个重大课题。

　　为应对这一挑战，ROHM充分利用自有的垂直统合型生产体制和模拟设计技术优势，从2017年开始开发EMARMOUR系列。据ROHM公司介绍，该系列的产品具有非常出色的抗干扰性能，有助于减轻降噪设计负担，在车载和工业设备市场获得了高度好评。

　　作为全球基础半导体器件领域的领军角色，罗姆半导体在2020年度的运算放大器和比较器产品出货表现亮眼，据编者了解，年出货量超过了5亿枚，其中工业部分占12%，车载部分占25%。

　　普通的抗EMI性能出色的运算放大器，一般仅做“DPI测试”，通过采取滤波器对策，仅在特定频段具有较强的抗噪能力。朱莎勤表示：“罗姆的想法是，即使在应用产品中不采取特别的对策，也不会发生误动作。因此，运算放大器BD8758xYx-C系列通过了4种国际抗干扰度测试，并且实现了非常出色的抗干扰性能。”

　　除此之外，罗姆也发布了抗EMI性能非常出色，可减轻降噪设计负担以及配备了高精度仿真模型，可防止实际试制后返工的轨到轨输入输出、高速CMOS运算放大器BD8758xYx-C系列。分别是单通道产品BD87581YG-C，以及两通道产品BD87582YFVM-C。据罗姆官方披露，这些新产品已于2021年5月开始暂以月产100万个的规模投入量产。

　　以出色的抗干扰性能著称的EMARMOUR系列的开发初衷，朱莎勤总结到：“罗姆的设计是为了在应用产品中无需采取特别措施也可防止产品因噪声干扰而误动作。其中，此次的新产品在国际通行的4种抗扰度评估测试中均实现超强性能。例如，在汽车制造商实施的“电子辐射抗扰度测试 ISO 11452-2”中，普通产品的输出电压在整个噪声频段内波动达到±300mV以上，而新产品的输出电压波动仅在±10mV以内（仅为普通产品的1/30）。因此，将新产品配置在传感器等部件的后段时，利用CMOS元件结构可实现快速且精准的信号放大而完全不受外部噪声的影响，因此在包括以各种异常检测系统为首的广泛应用中，非常有助于减少设计工时并提高系统的可靠性。”

　　作为持续性基础创新的领军者，未来ROHM将会继续扩大新产品阵容，并且还会将高抗干扰技术应用到电源IC等产品中，为进一步减少各种应用的设计工时和提高应用的可靠性贡献力量。