Аналоговые микрочипы — лекарство от жажды власти ИИ

Mar 29, 2024

визуальное пространство/iStock

Раньше аналоговые микросхемы управляли вычислениями, работая в непрерывных диапазонах значений. Хотя аналоговые вычисления могут показаться устаревшими по сравнению с сегодняшними стандартами, лишенными точности и адаптируемости цифровых чипов, они переживают возрождение в области таких вещей, как продвинутый искусственный интеллект. Но что это такое и чем они могут быть полезны?

Давай выясним.

Аналоговый чип, или аналоговая интегральная схема (ИС) или устройство, представляет собой полупроводниковое устройство, которое обрабатывает и манипулирует аналоговыми сигналами. Аналоговые сигналы — это непрерывные, изменяющиеся во времени электрические сигналы, представляющие такие явления реального мира, как звук, температура, давление и свет. Эти чипы используются во многих приложениях, включая бытовую электронику, телекоммуникации, автомобильные системы и промышленную автоматизацию.

Будьте впереди своих коллег в области технологий и инженерии — The Blueprint

Перефразируй; аналоговые чипы работают аналогично клеткам вашего мозга. В отличие от цифровых чипов, которые используют 1 и 0 для обработки информации, аналоговые чипы работают с непрерывным диапазоном значений, подобно диммеру, который можно плавно регулировать.

Аналоговые микросхемы характеризуются способностью обрабатывать непрерывные сигналы, в отличие от цифровых микросхем, которые работают с дискретными двоичными сигналами (0 и 1). Фундаментальные компоненты аналоговых микросхем включают транзисторы, конденсаторы, резисторы и диоды, которые соединены между собой для создания определенных функций схемы, таких как усиление, фильтрация и преобразование сигнала. По этой причине аналоговые чипы обеспечивают плавное взаимодействие между миром природы и цифровой сферой, гарантируя, что наши электронные системы остаются эффективными, надежными и универсальными.

Несмотря на растущее распространение цифровых технологий, аналоговые чипы остаются незаменимыми из-за их уникальной способности обрабатывать сигналы реального мира. Разработка микросхем смешанного сигнала, которые объединяют аналоговые и цифровые схемы на одном кристалле, еще больше повысила важность аналогового проектирования и опыта. Такая интеграция позволяет создавать более компактные, эффективные и экономичные электронные системы, стимулируя инновации во многих областях.

Одним из наиболее распространенных типов аналоговых микросхем является операционный усилитель (ОУ). Операционные усилители — это универсальные компоненты, выполняющие различные функции, такие как усиление сигнала, фильтрация и математические операции. Они являются неотъемлемой частью многих электронных систем, от аудиооборудования до медицинских устройств.

Теравольт/Викискладе

Другими яркими примерами аналоговых микросхем являются аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП). Эти чипы преобразуют непрерывные аналоговые сигналы в дискретные цифровые данные и наоборот, обеспечивая связь между аналоговой и цифровой областями. АЦП и ЦАП имеют решающее значение в преобразовании цифровой обработки сигналов, сборе данных и цифровых аудио- и видеосистемах.

Регуляторы напряжения — еще один важный тип аналоговых микросхем. Они обеспечивают стабильные уровни напряжения для различных электронных схем, обеспечивая надежную и эффективную работу системы. Регуляторы напряжения используются во многих приложениях: от источников питания и зарядных устройств до автомобильной электроники и систем возобновляемых источников энергии.

Аналоговые микросхемы также широко используются в специализированных устройствах, предназначенных для конкретных приложений, таких как интерфейсы датчиков, радиочастотные (РЧ) схемы и ИС управления питанием. Интерфейсы датчиков позволяют обрабатывать и преобразовывать сигналы, генерируемые датчиками, такими как датчики температуры, давления или освещенности. Радиочастотные схемы облегчают беспроводную связь в сотовых телефонах, маршрутизаторах Wi-Fi и спутниковых системах. С другой стороны, микросхемы управления питанием регулируют и распределяют мощность внутри электронных систем, оптимизируя энергопотребление и продлевая срок службы батареи.

Аналоговые и цифровые микросхемы различаются по функциональности, обработке сигналов и областям применения. Одним из наиболее важных различий является то, как обработка сигналов происходит в каждом типе микросхем. Аналоговые микрочипы обрабатывают непрерывные, изменяющиеся во времени электрические сигналы, представляющие такие явления реального мира, как звук, температура и свет. Напротив, цифровые микрочипы работают с дискретными двоичными сигналами, представленными нулями и единицами. Эти двоичные сигналы выполняют логические и арифметические операции в цифровых системах.