为什么你应该考虑数字化传感器技术？

我们生活在一个模拟的世界里。为了使我们设计的电子系统具有检测周围环境变化的能力，我们需要模拟传感器。但是这些传感器背后的处理几乎都是在数字领域。虽然有些处理技术在模拟领域可能更节能，但转换为数字技术提供了的灵活性，并开启了物联网的真正潜力。

为什么你应该考虑数字化传感器技术？

这不仅仅是转换成数字，释放了物联网的力量；它是用附加元数据标记这些值的能力。例如，压力传感器的值只有在我们知道读数是在何时何地获取的情况下才有用，这样我们就可以将它与来自其他传感器的信息关联起来。通过将数据与元数据结合使用，我们可以更好地了解我们周围正在发生的事情，然后采取行动。例如，压力传感器现在正被集成到智能手机中。其中一个应用是使用环境气压的变化来确认设备在世界上的位置。

有多个市场需要收集、解释、处理和交付来自现实世界的数字化数据。联网的家用电器可以将气压信息与温度和其他环境信号结合起来，以优化供暖和空调系统。工业环境时间序列压力数据可以揭示关于系统运行的重要信息。例如，在石油钻探中，压力随时间的变化可以揭示泄漏和其他问题。远程服务器可以使用传感器提供的信息来更新预防性维护应用程序，这些应用程序越来越多地利用机器学习技术来识别问题，以免问题变得严重。提供数据和元数据(如每次读取期间的时间和泵条件)的能力对于确保每个目标系统理解正确的上下文至关重要。

数字化数据还有其他更微妙的优势。通过摩尔定律，我们看到每次计算所需的能源逐年下降。我们至少可以期待下一个十年的数字缩放。我们还可以利用电路创新和数字设计的改进来降低处理过程中的电压。由于功耗与电源电压成二次关系，我们的电路能够减少的每一分之一伏特都会带来更大的节能效益。

模数转换发生在哪里？

传统上，系统设计人员的工作是采用模拟输出传感器，并将各种信号调理、放大和转换元件添加到电路板设计中。这为他们提供了根据应用需求匹配传感器操作的灵活性。但许多设计师没有时间来充分优化界面，特别是在能耗方面。

通常，信号调理运算放大器与输入模数转换器(ADC)的前端放大器之间存在复杂的关系。传感器设计人员对其产品所要处理的信号有着深入的了解，能够深入了解将输出转换到数字域的方法。通过将数字转换引入传感器模块本身，他们可以向客户提供这种技能和理解。结果是加快了客户的上市时间。

使用内置数字输出的传感器优点

传感器和ADC的紧密集成降低了电噪声耦合到接口的风险，确保了更高质量的输出。一个不太明显的优势是对微控制器性能的影响。集成数字输出的传感器在固件层面处理起来更简单。对于基于ADC的接口，固件需要能够建立转换，并在一个狭窄的时间窗口内将结果数据移入存储器缓冲区，以限度地降低时序抖动的不利影响。数字传感器可以使用诸如I2C的标准通信总线来与主机微控制器通信。传感器模块将缓冲记录的数据，直到主机微控制器准备好接收数据，从而降低了严格的时序要求。这可以转化为更低的系统成本和更快的上市时间。