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ADI推出六款精密仪器仪表解决方案,助力产品快速走向市场

随着电子测试与测量行业对精度、速度和集成度的要求不断提升,客户在研发周期、系统复杂度及软硬件协同开发等方面面临着严峻挑战。传统的芯片供应模式已难以满足快速迭代的市场需求,行业亟需从器件级支持向系统级赋能转型。

近期,ADI 旗下仪器仪表系统解决方案事业部(ISS)正式推出六款经过工程验证的仪器仪表解决方案,具体产品内容如图1所示。

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图1  ADI六款精密仪器仪表解决方案总览

据悉本次发布的六款方案,覆盖精密测量与高速采集两大技术赛道,均基于 ADI 最新混合信号、射频与高速转换器技术打造,以 “硬件模块 + 参考设计 + 软件栈 + 算法 IP” 的一体化交付,全面适配 ATE、半导体测试、音频测试、无线测试、科学分析仪器等场景,能帮助客户大幅缩短研发周期、降低开发门槛,加速产品从概念到量产的落地进程。

六款方案全场景覆盖,精准匹配高端测试需求

精密阻抗分析模块——ADMX2001

阻抗测量是目前评估锂电池健康状态、表征被动器件特性及滤波器设计的重要手段之一。不过像传统DMM仅可以测量电阻的实部,无法获取复阻抗信息,而台式阻抗分析仪虽功能更为全面,但体积也随之变得庞大、成本也更加高昂,难以嵌入产线测试系统。

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图2 ADMX2001B

此次ADI推出的 ADMX2001B 是一款高性能阻抗分析测量模块,如图2所示,其采用 DDS 正弦激励与双路 ADC 电流/电压同步采样架构,集成18位采集通道和16位可编程信号源,尺寸仅 38mm×63.5mm(1.5×2.5 英寸),实现 “模块级体积、台式机精度”。

另外该模块支持 DC 及 0.2Hz–10MHz 超宽频率覆盖,可满足绝大多数阻抗测试需求,0.05% 的相对精度搭配超高灵敏度,可精准捕捉微小参数变化,支持多模块并行扩展,可大幅降低集成难度。

表1 ADMX2001与同类方案性能对比

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如表1所示,与同类方案相比,ADMX2001 频率下限从100Hz下探至0.2Hz、分辨率达18位、灵敏度提升近百倍;与台式 LCR 相比,精度持平但体积缩小 90%、成本大幅降低,更适合如今高密度自动化测试场景。

超低失真信号发生器——ADMX1001/ADMX1002

在ADC性能验证、音频设备测试及智能语音设备开发等测试场景中,需要更低失真的激励信号源。传统方案 THD 多在-100dBc左右,信噪比与稳定性不足,无法满足下一代高保真音频、高端传感器的严苛测试要求。

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图3 ADMX1001/ADMX1002

为解决高精度激励信号供给难题,ADI 推出 ADMX1001/1002 超低失真波形发生器,如图3所示,其基于20位DAC构建与专利数字预失真(DPD)算法,可将1kHz下 THD 推至 -130dBc,较传统 DDS/CODEC 改善两个数量级,达到高端台式仪器水平。

该模块还支持DC至40 kHz输出带宽,差分输出幅度达3.6 V RMS,共模电压可调;可存储16种自定义波形,覆盖正弦、双音、直流等常用模式及用户自定义模式,通过SPI接口实现即插即用控制。

表2 ADMX100x与台式仪器性能对比

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如表2所示,与台式仪器相比,该方案在失真度、直流稳定性、温度适应性上都有所提升,但模块体积仅62 mm×41 mm,为台式方案的 1/200,成本也更低,兼顾高性能与高性价比。

低时延开发套件(LLDK)——CN0584/5

硬件在环仿真、工业实时 PID 控制、激光驱动、电机调速、电池管理系统闭环等应用,对信号采集与输出的同步性、延迟性有着更为极致的要求。传统方案需要搭配函数发生器、示波器、数据采集卡等多台独立仪器,存在搭建复杂、同步精度差、毫秒级延迟等多重局限,无法满足实时控制场景的核心需求。

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图4 CN0584/5

面向实时控制领域的上述痛点,ADI 推出 CN0584/5 低时延开发套件(LLDK),如图4所示,其由 ADC 采集子板(CN0584)与 DAC 输出子板(CN0585)组合而成,实现4 进 4 出全通道同步、端到端模拟环路延迟<250ns,开箱即可构建高性能实时信号处理与控制系统。

该套件还提供开源Linux驱动、Python API及MATLAB/Simulink接口,内置IIO示波器软件与PID控制器、DDS、数字滤波器等可复用IP模块,支持数字预失真、逻辑功能及AXI寄存器配置。

而采用ADI最新精密转换器技术后,该板卡尺寸为3.15英寸×3.77英寸(8 cm×9.6 cm),可快速部署于激光控制、音频测试、ECU、电机控制、电源管理及BMS等场景的原型开发。

四通道±100 V/±1 A SMU参考设计——ADMX3001

源表单元(SMU)在半导体器件表征、精密电源/负载测试及自动化测试系统中应用广泛,但市面上主流方案要么通道数单一、电压电流量程不足,要么成本居高不下,多通道四象限高压大电流方案的设计与验证周期,成为半导体测试设备研发的核心阻碍。

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图5 ADMX3001

针对高端 SMU 的研发痛点,ADI 推出 ADMX3001 四通道源表参考设计,如图5所示,其实现4 通道、±100V/±1A、四象限同步运行,搭配数字 PID 控制算法,兼顾快速响应速度与精准钳位能力,单通道成本远低于 PXI 模块与台式设备。

产品提供多档电压、电流量程选择,覆盖从微安到安培的全场景测试需求,200V 阶跃空载上升时间仅 34.3μs,还支持短脉冲测试模式,可满足半导体器件的动态测试要求。

此外,该方案支持通道并联扩展输出能力,搭配多重安全保护机制,在保障被测器件安全的同时,大幅节省测试机柜空间。

表3 ADMX3001与同类方案性能对比

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如表3所示,ADMX3001 在通道数量、电压电流范围、分辨率、响应速度、单位成本上对标竞品形成综合优势,四通道一体化设计也可大幅节省机柜空间,更为适配如今的半导体 ATE 与多通道自动化测试系统。

10 GSPS直流耦合数字化仪——ADMX6001

飞行时间质谱(TOF-MS)、分布式光纤传感(DFOS)、光学相干断层扫描(OCT)及高速示波器等前端仪器,需要直流高精度、宽带高速采集、低 1/f 噪声的高速数据采集能力。传统高速ADC无法兼顾直流精度与宽带性能,分立器件搭建的采集系统调试难度大、一致性差,严重制约高端科学仪器的研发进度。

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图6 ADMX6001

为破解高速采集与直流精度无法兼容的行业难题,ADI 推出 ADMX6001 10GSPS 直流耦合数字化仪,如图6所示,其创新采用双路径异构 ADC 架构,一次性解决宽带高速采样与直流高精度测量的矛盾。

设备高速通道搭载高性能芯片,可实现 10GSPS 采样率、5GHz 带宽,精准捕获纳秒级瞬态信号,精密通道则专门优化噪声性能,实现真直流耦合测量,搭配专业驱动与偏置 DAC,支持双阻抗输入,可完美兼容主流 FPGA 平台,通过可视化工具与脚本即可快速完成开发调试。

6–18 GHz RF收发信机测试方案——ADMX7103

随着 5G FR3、6G 通信、雷达探测、卫星通信技术的快速发展,射频测试场景对工作频段、瞬时带宽、信号质量的要求也在不断提升。传统分立射频方案调试周期长、相位一致性差、EVM 性能不佳,难以满足下一代无线通信的测试验证需求。

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图7  ADMX7103

面向 6–18GHz 高频段射频测试市场,ADI 推出 ADMX7103 FR3 射频收发前端,如图6所示,其提供完整的双向射频信号链,即插即用完成高频段射频性能验证。

该方案接收端具备低噪声系数、宽增益范围与大动态范围的特性,发射端则拥有出色的输出功率与超宽增益调节范围,核心 EVM 指标优于 - 50dB,可完美兼容 5G-NR、Wi-Fi 等通信标准,配合片上温感自动校准与可编程控制,搭配简易的评估生态,能快速搭建下一代通信测试平台。

三级合作模式:覆盖全生命周期,适配不同研发需求

为匹配客户在原型验证、量产开发、定制化创新不同阶段的需求,ADI 提供三级灵活合作模式,全方位支撑产品落地。

第一层级:标准模块采购。 客户可直接购买评估套件(如ADMX2001EBZ、LLDK、ADMX100x EVAL等)进行功能验证与快速集成,所有评估套件均配有完整驱动代码、GUI工具及技术文档。

第二层级:参考设计授权。 客户可获取完整原理图、PCB Layout文件、BOM清单及固件源码,在ADI成熟方案基础上进行自主二次开发与定制化适配,加速产品化进程。

第三层级:联合定制开发。 针对特定应用场景或差异化性能需求,ADI系统工程师团队可深度参与,提供从需求定义、架构设计到量产支持的全流程协作。

结语

ADI 此次发布的六款系统级解决方案,均基于其前沿芯片技术深度整合,覆盖了测试与测量领域核心的技术需求,产品历经完整工程验证,具备即插即用能力,而跳出传统芯片供应商的单一服务模式,也直击客户在研发周期、设计复杂度及系统集成等方面的核心痛点。

对于广大测试测量设备厂商、ATE 系统集成商、科学仪器开发商而言,该系列方案能够快速补齐高端仪器的核心技术短板,让研发团队将更多资源投入到应用层创新与市场拓展中,加速前沿技术的产业化落地。

如需了解更多信息,可登录analog.com/cn网站搜索相关产品型号(ADMX2001、ADMX1001/1002、CN0584/CN0585、ADMX3001、ADMX6001、ADMX7103),即可下载数据手册、用户指南及设计文件,或联系ADI本地销售团队获取技术支持与评估套件。

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