物联网的未来是模拟的

　　不要忽视模拟——它是物联网的秘诀

　　物联网的大部分创新都集中在数字技术上。从在云中运行软件的电力服务器，到在我们的工厂、家庭和个人设备中越来越靠近边缘运行的智能设备。讨论中经常遗漏的是，物联网的边缘实际上仍然完全是模拟的，可以根据光、压力、温度、接近度等进行观察和测量。

　　换句话说，物联网实际上是对从模拟源生成的数字数据的智能操作。因为模拟技术位于网络的最边缘，所以模拟层的质量最终决定了系统中其他一切的质量，从生成的数字数据到得出的见解和采取的行动。

　　因此，嘈杂的模拟前端会导致数字信息失真，从而对整个系统产生重大影响。把模拟部分弄好，数字应用就会更好。此外，对于控制流程的物联网应用，数字信息还必须在边缘准确地转换回模拟。

　　还是不信？这就是为什么模拟是物联网的秘密武器。

　　模拟部件 + 数字连接 = 有效的物联网部署

　　它可能不流行，甚至不受欢迎，但事实是，物联网必不可少的许多复杂设备都依赖于模拟技术。事实上，它是物联网成功实施和运营不可或缺的一部分。如果没有经过试验和测试的解决方案，例如模数转换器 （ADC）、数模转换器 （DAC）、电压放大器和滤波器，物联网应用将无法正常工作。

　　例如，传感器是物联网的基础。物联网系统由传感器和设备组成，它们相互连接以直接或通过云进行通信和共享数据。没有它们，就无法收集和共享数据。是的，一些物联网设备直接与数字传感器集成，但原生模拟通常可以更准确地表示数据源。虽然集成到设备中的 ADC 可以降低开发工作量和成本，并降低驱动设备所需的功率，但分立转换器仍然至关重要。

　　然后，这些数据被用于执行某种行动，这可能涉及机器、电子设备、人类或这些的某种组合。典型的信号采集源包括温度变化、光照水平和压力差，以及接近度、速度和触摸感应。其他包括是否存在烟雾、气体、二氧化碳等等。

　　定义模数差距

　　事实上，大多数参与设计物联网相关解决方案的工程师可能主要考虑数字化并在设计过程的后期考虑模拟功能，但这可能会造成不必要的障碍，同时增加产品的上市时间。物联网工程师需要更早地弥合数字和模拟设计要求之间的差距，以便他们可以降低产品复杂性，同时缩短开发时间。为了帮助实现这一目标，他们将受益于对数字设计师创建的基于模拟的解决方案的更高认识和访问。这些高性能设备应该能够应对各种基于物联网的设计挑战。

　　例如，电源管理电路需要开关稳压器、脉宽调制控制器、电源模块和驱动器以及电池充电器。这可以通过包括比较器和放大器（例如电流检测放大器、仪表放大器和运算放大器）的线性产品以及包括模拟/数字转换器、功率监控和计量 IC、电流/直流功率测量 IC 的混合信号产品来解决和数字电位器。

　　定义挑战并确定解决方案

　　即使可以使用如此强大的产品，许多物联网工程师仍将模拟视为一个特别具有挑战性的前景。例如，在将这些连接协商到复杂的物联网系统时，很难跟上反馈、放大和滤波（以保持信号清洁）等模拟概念的相互作用。例如，在比较滤波器时，普遍的看法是模拟滤波器的设计可能比数字选项的低复杂性要复杂得多。同样，在寻找最佳运算放大器时，设计人员必须考虑放大器是否会降低 ADC 或 DAC 的性能。他们还需要考虑信号范围、增益、静态和动态负载以及电源电压。有时甚至比数字技术还要困难。

　　另一个常见的误解是需要权衡取舍：虽然模拟电路可能比数字电路更难设计，但后者的成本可能要高得多。这种认为模拟设计要困难得多的信念可能会弄巧成拙，因为具有模拟工作知识的设计人员在处理其应用程序的数字部分时可能会更有效率。

　　作为起点，物联网工程师需要了解模拟设计使用无源元件以及二极管、晶体管、运算放大器和其他半导体器件来改变输入电压或电流的幅度、频率或形状。工程挑战是在数字化之前控制信号保真度、放大和滤波，因此设计人员必须能够掌握放大器的基本原理，无论是差分放大器、运算放大器还是其他放大器。从智能家居的角度考虑放大器；强大的模拟技术使语音助手或通知的音频技术更加容易。［WJ1］ 虽然设计人员可能理解并欣赏模拟的重要性，但仍有一个模拟/数字鸿沟需要克服

　　端到端合作伙伴是从模拟到数字及其他领域的桥梁

　　驾驭这种技术复杂性是强大的端到端合作伙伴可以为设计师提供的一部分。Microchip 等行业领导者真正考虑到数字设计师的需求，提供了适用于任何复杂程度的强大产品组合。此外，Avnet 的评估、开发和参考板、在线设计支持中心、网络研讨会、教学视频和全球技术支持将设计师链接到产品开发生态系统中，以帮助他们将设计推向市场。

　　审核编辑：郭婷