从模拟到数字，引领智能边缘｜ADI于上海慕尼黑电子展展示多款汽车、电源和仪器仪表解决方案

从真实物理世界到比特世界，是一个模拟量到数字量的过程，涉及到了采样、量化、编码和处理等多个不同的步骤。从汽车到工业、物联网，这一过程无数不在。而其背后的真正硬件技术支撑，正是来自ADI所擅长的模数转换技术。

在近日召开的上海慕尼黑电子展上，ADI展示多款汽车、工业和仪器仪表领域的解决方案。我们有幸打卡了ADI的展台，并和现场的工程师进行了交流。

PassThru直通技术，提高能源系统效率

首先在ADI的展台上最吸睛的一个demo，是一个城市火车模型。城市火车中有一个超级电容，超级电容给Buck-Boost供电，Buck-Boost的输出再连接一个降压的模块，里面放的是LTM8064，降压模块再接电机来驱动城市火车跑起来。此外，这个城市火车中还有一个MCU，通过电流检测芯片采集输入输出的电流、电压、功率等信息，再通过Wi-Fi模块上传到电脑，从而在后面的两个电脑屏幕上实时显示火车不同的运行状态。

可以看到上下两层完全相同的轨道和两辆火车，唯一的不同在于上层的火车中的Buck-Boost是采用了ADI的PassThur直通技术的LT8210，下层的火车则是普通的Buck-Boost器件。在现场的演示中我们看到，在下层的火车电能耗尽停驶之后，上层的火车仍然可以行驶一段时间。这说明采用了PassThur直通技术的Buck-Boost具有比传统Buck-Boost更高的能源效率。

据ADI亚太区电源业务高级市场经理黄庆义介绍，具有直通功能的城市火车效率更高，这主要是因为，在用户设定的输入电压范围之内，直通功能可以把输入直接连到输出，从而消除掉开关损耗，进而提高了开关电源的转换效率。“在这种模式下，它的转换效率可以达到接近100%，所以上面的城市火车才能延长储能系统的运行时间。”

据悉，LT8210是ADI第一款具有直通功能的四开关降压-升压转换器，采用了PassThru及其优化设计，系统的运行时间比传统控制器长46%。除了具有直通功能之外，还具有支持高达100V电压输入，面向高压应用的特点。LT8210还有很多种模式可以切换，能够在直通、强制连续、脉冲跳跃和突发模式下工作。此外，LT8210内部还集成了电流检测放大器，可以检测输入输出的电流。LT8210非常适合一些需要高效率、输出电压也比较高的应用。

一站式软硬件仪器仪表解决方案：小型化、超高精度、易于集成

除了电源产品外，仪器仪表是此次ADI展出的一个重要板块。在这个板块中汇集了ADI的高精度ADC、AFE和DSP等器件，展示了信号源、网络分析仪和阻抗分析仪等多个方案。

基于ADMX3001的SMU（Source Measurement Unit）源表系统级解决方案：这是一款四通道高电压、大电流输出的SMU，其电压输出范围为±100V，电流输出可达1A。该板卡通过FMC接口连接FPGA，FPGA则可以连接到电脑上，通过评估软件对评估板进行设置和调控。

ADMX3001 包括数字PID控制和状态控制算法，用于设定输出电平和钳位。它可同时提供和测量输出电压和电流。其中集成ADI最新的24比特SAR ADC，配合高速、高精度的DAC，形成了闭环系统。与传统模拟环控制相比，该产品采用数字环控制，能够有效解决模拟环难以解决的振铃等问题，实现高精度、快速响应及高压大电流输出。此外，针对客户的个性化需求，ADI还提供快速上手的解决方案，帮助客户根据自己的要求进行产品设计和指标调整。

矢量网络分析仪-VNA（Vector Network Analysis）系统级解决方案：作为网络设备开发的关键仪器，VNA扮演着重要的角色。但通常印象中的VNA一般尺寸较大，而ADI此次展出的系统级方案，在紧凑的外形上，提供了10MHz～20GHz采样频率、-60dBm～10dBm不同信号电平范围、8端口的实时矢量网络分析功能，可以将其无缝集成到各种射频应用的全面测试系统中。

据悉，该方案中采用了最新的AFE模拟前端——ADL5960作为核心器件、使用AD9083 ADC实现一次16个信号的采样，将35个以上的ADI器件组合，实现了多功能模块化的设计。

基于ADMX1001 和 ADMX1002 的超低失真波形发生器和采集模块：该方案的特点在于非常小的体积上集成了高保真的信号发生和采集功能。ADMX100x 采用专有的数字预失真 (DPD) 算法，可实现杰出的总谐波失真 (THD) 性能。它具有出色的信号保真度，专为高分辨率测试精心设计，可与ADC、音频编码解码器和复杂的音频系统无缝集成，为精密测量和特性表征带来突破性改进。

在demo的现场演示环境中，ADI将该方案的输出和专业音频信号源的输出进行了对比，将两个信号连接到了采集系统中，然后观察在软件上呈现出来的THD情况。如下图所示，蓝色的是专业音频信号源输出的THD，红色的是基于ADMX100x的信号源输出的THD。蓝色的THD基本上约等于-115 dB，ADMX100x的源输出大概在-125 dB，考虑到展会现场的环境产生的噪声相对复杂的因素，可见基于ADMX100x的信号源输出的性能完全可以对标标准的音频信号源输出。

“这个小板具备小型化特征，非常容易集成到客户的设备中，而且我们的接口就是SPI接口，ADI可以提供标准的API的函数，客户可以直接调用，客户如果想直接用ADI的方案，直接拿过来插在他们的板上就可以了。”ADI仪器仪表事业部高级市场经理 姜海涛说到，“今天展示的来自仪器仪表部门的这几个demo，包括信号源、LCR测试，都很容易集成到客户整体的设备里。ADI提供了一站式的软硬件的方案给到客户，可以大大缩短客户的产品研发周期和成本。像刚刚介绍的VNA的方案，如果客户希望做一些裁减或增加一些新的功能，我们同样也会配合客户提供对应的设计服务。数字控制高压SMU也是提供了一个完整的软硬件解决方案。总结来说，我们的目标是给客户提供更有价值的软硬件服务。”

推进汽车智能化电气化：多通道无线电池管理+高效音视频传输

随着汽车智能化和电气化发展，对于强大的感知力和算力的需求越来越高。ADI在汽车电子方面提供了高精度的感知和高速高效传输两大技术，在汽车主题展示板块，ADI展示了其传统的优势产品，包括无线BMS方案、多通道抗干扰BMS、A2B音频传输方案和GMSL视频传输方案。

ADBMS6832抗干扰套件：由于车内存在大量电机，这些电机会产生不同频率和不同强度的干扰，对电池包的稳定性和电池管理系统 (BMS) 的测量精度造成很大影响。如何有效消除这些干扰是一个关键问题。

ADBMS683X 系列是业内首款采用创新架构的解决方案。传统的 BMS 芯片中通常只有1到2个ADC 通道，而 ADBMS6832 系列每个通道、每个电芯都配备了两个独立的 ADC。主辅 ADC 同步采样并相互校验，以避免故障误报。这使得整个芯片在18个通道中拥有多达38个 ADC（包括两个用于温度采样的 ADC）。

“这么多 ADC 通道的好处在于，它能够实现电芯电压和温度的同步采样，通过同步采样来屏蔽干扰。干扰源输出一个正弦波信号到 BMS 板上的引脚，通过调节干扰源的频率和幅值，尽管干扰源不断变化，我们的采样输出信号始终保持稳定。这展示了 BMS AFE 强大的抗干扰能力，这在实际应用场景中非常实用。”ADI亚太区汽车业务高级市场经理 陈晟解释到。

无线BMS电池管理系统：此次展示的无线BMS电池管理系统同样是基于ADBMS6832，外加一个无线套片整合而来。这套系统具有显著的优势：

· 提高装配效率：无线BMS省去了通信线束，大大提高了电池包的装配效率，减少了装配错误的可能性。

· 增加空间利用率：省去线束后，车内可腾出更多空间用于电芯，从而提升了整个电池包的功率密度。

· 全生命周期健康跟踪：基于无线BMS和云端电池数据分析系统，打造了一个云端电池全生命周期健康度跟踪系统。此系统从电芯生产、装配、电池仓储、运输、车辆生产、道路行驶、维护、二手交易到电池拆解及梯次利用，全面记录电池电芯的数据。其好处包括1-提前预知潜在风险：可以提前检测电芯是否存在异常情况，评估热失控或起火的概率。2-二手电池估值：通过完整的数据记录，为二手电池提供准确的估值，解决二手电池估值问题，从而影响消费者对新能源汽车的购买决策。

据陈晟介绍，这套无线BMS电池管理系统不仅提升了电池包的整体性能，还为电池的安全性和二手市场提供了重要保障。目前已经在通用汽车全球平台（奥特能平台）上实现了量产搭载，并与路特斯、宇通汽车等开展了密切合作。

高功率A2B音频总线：A2B也是ADI所独有的一项技术，并且量产了10多年，在全球实现了超过一亿颗的出货，广泛应用于各大知名车厂。随着汽车麦克风、扬声器的数量不断增加，传统的星形网络和点对点连接方式在这种情况下变得非常复杂，需要大量的布线，且线缆路径往往很长。A2B音频总线解决方案采用菊花链架构，通过一根线串联最多18个节点，极大地减少了线束，降低了重量。这项技术能够实现无损音频传输，并具有50μs的极低固定延迟。

此外，A2B音频总线还具备直接为音响供电的功能，带载能力最高可达50W，使得无电源线供电音响系统成为可能。同时，A2B还支持SPI通信，有助于车机系统实现完美的OTA升级。它的输入能够满足氛围灯控制的需求，A2B在氛围灯控制领域已有广泛应用。新一代A2B更适合语音控制，能够实现语音信号的远距离传输，并将信号传送到其他节点进行处理。

GMSL DSC视频压缩传输方案：GMSL DSC视频压缩传输技术同样也是ADI所独有的技术创新，该技术通过将大量视频信号（包括控制信号）从并行信号转换为串行信号，进用一根电缆（如STP电缆或同轴电缆）传输到远端，然后再将串行信号转换回并行信号。这项技术广泛应用于两个领域：显示部分和ADAS或环视系统的摄像头部分。

随着车内屏幕数量的增加，需要更高的分辨率和刷新率，以满足车内影音视频观看需求，从4HD到2K、4K，甚至未来的8K显示需求。同时，游戏场景的应用也要求更高的刷新率，如60Hz、120Hz甚至144Hz。这些需求大大增加了视频传输的带宽需求。

而采用GMSL DSC技术就可以帮助客户来应对这一挑战。在现场演示的系统是基于ADI第二代GMSL技术，通过3.5GHz的同轴电缆，在3G基础频率下可以实现6Gbps的码率。由于DSC提供了3:1的压缩比，使得6Gbps的码率实际上可以支持到18Gbps的码率，从而完美支持4K×2K/60Hz的显示要求，分辨率甚至可以达到8K。

两个电脑屏幕分别展示了两种输出方式：一路是HDMI直接输出，另一路是HDMI通过串行和解串，通过DP接口再转换为HDMI输出。通过在现场的肉眼对比，两者并没有色彩和分辨率等细节上的差异。这套方案实现了在低成本下带给客户高性能显示的体验。

结语

除了上述提到的一系列方案之外，ADI还在现场展示了基于MAX40109和MAX32675的压力变送器及工厂校准方案、基于ADMX2001的高性能精密阻抗分析仪模块、来自世健开发的基于ADE9430的电能质量分析仪的方案、以及基于MAX78000的机械臂机器视觉方案等。

凭借着强大的模数转换技术能力和宽广的产品线组合，以及针对热门应用的系统级方案，ADI正在引领智能边缘的发展，推动我们迈向更加智能化和可持续发展的未来生活。