ASM51

Circuitos analógicos dão adeus aos amplificadores operacionais

http://www.inovacaotecnologica.com.br/n ... 0110070228

Num mundo em que o progresso tecnológico é capitaneado pelos circuitos digitais, por que alguém se preocuparia com os circuitos analógicos? A resposta é simples: a indústria eletrônica inteira.

Embora os circuitos analógicos, hoje totalmente eclipsados pelos digitais, possam dar a false impressão de serem algo ultrapassado, a verdade é que, fora dos chips, o mundo é analógico - o ser humano é analógico. Os circuitos analógicos são necessários para se amplificar, processar e filtrar sinais contínuos e convertê-los para digitais e vice-versa. Sinais digitais são sempre discretos, como 0s e 1s, enquanto os sinais analógicos são contínuos, variando apenas em tamanho.

E como os circuitos analógicos não experimentaram o mesmo ritmo de desenvolvimento tecnológico que os digitais, está se tornando um problema cada vez maior fazer a interface entre a multiplicidade de sinais do mundo real - como sons e imagens, por exemplo - e o mundo dos microprocessadores. Esses circuitos representam um gargalo cada vez maior para o avanço de equipamentos eletrônicos de consumo, porque eles simplesmente gastam energia demais.

Agora, engenheiros da universidade norte-americana MIT projetaram um novo tipo de circuito analógico que poderá mudar esse quadro. A equipe do Dr. Hae-Seung Lee desenvolveu uma nova classe de circuitos analógicos que elimina a necessidade dos amplificadores operacionais, mas mantém virtualmente todos os benefícios dos circuitos baseados nesses amplificadores.

Amplificadores Operacionais

Um amplificador operacional é um circuito capaz de efetuar cálculos matemáticos, utilizando diferenças de tensão como representativas de valores numéricos. Por mais paradoxal que possa parecer, os avanços da tecnologia de fabricação de componentes eletrônicos dos últimos anos teve um efeito negativo sobre esses componentes.

A miniaturização fez com que os amplificadores operacionais tivessem um decréscimo no seu ganho e passassem a operar em uma faixa mais estreita. Para compensar essas restrições, os circuitos analógicos tiveram que passar a consumir mais energia, sugando a maior parte da potência das baterias dos equipamentos portáteis.

Não menos importante, enquanto o desenho dos chips digitais hoje é quase inteiramente feito por software, o desenho dos circuitos analógicos continua a ser uma tarefa essencialmente humana.

Tecnologias emergentes

Os novos circuitos analógicos agora criados pela equipe do Dr. Lee eliminam a necessidade dos amplificadores operacionais, mas mantêm virtualmente todos os seus benefícios. A nova técnica foi batizada de CBSC ("Comparator-Based Switched Capacitor", ou capacitor chaveável baseado em comparadores).

O CBSC manipula a tensão de forma diferente dos circuitos analógicos tradicionais, resultando em uma eficiência energética muito maior. "[Esta] arquitetura se baseia em blocos de circuitos que são muito mais facilmente implementáveis com fontes de tensão de 1 volt ou menos," diz Dave Robertson, outro membro da equipe.

Outra vantagem dessa nova arquitetura é que ela poderá permitir a implementação de circuitos analógicos em tecnologias emergentes, como circuitos baseados em nanotubos de carbono, nanofios e dispositivos moleculares, porque é muito mais fácil implementar comparadores nestas novas tecnologias do que amplificadores operacionais.



Bibliografia:
Comparator-Based Switched-Capacitor Circuits for Scaled CMOS Technologies
John K. Fiorenza, Todd Sepke, Peter Holloway,, Charles G. Sodini, Hae-Seung Lee
IEEE Journal of Solid-State Circuits
Vol.: vol. 41, no. 12, pp. 2658-2668
DOI: 10.1109/JSSC.2006.884330

"".....está se tornando um problema cada vez maior fazer a interface entre a multiplicidade de sinais do mundo real - como sons e imagens, por exemplo - e o mundo dos microprocessadores. Esses circuitos representam um gargalo cada vez maior para o avanço de equipamentos eletrônicos de consumo, porque eles simplesmente gastam energia demais"""

Nossa. nunca li tanta bobagem junta. Esse mané que escreveu isso ae nao entende nada de eletronica. Imaginem se o assunto fosse então o tal "aquecimento global".

"......está se tornando um problema cada vez maior fazer a interface entre a multiplicidade de sinais do mundo real - como sons e imagens, por exemplo - e o mundo dos microprocessadores".

Só se for na Etiópia. Nunca tivemos antes, conversores AD/DA com a qualidade e precisão que temos hoje e a um custo nunca imaginado.

Um excelente conversor de 24 bits estéreo custa 1 dolar.
Imagens? Vide tv a plasma e monitores com LCD, cujos preço vem caindo ano á ano. Se falar nas cameras de video.

Nunca tivemos tanta oferta de sensores como antes. Sensores pra todos os tipos de aplicaçoes.

".....Esses circuitos representam um gargalo cada vez maior para o avanço de equipamentos eletrônicos de consumo, porque eles simplesmente gastam energia demais........."""

Nossa, essa foi demais. Vou ali colocar minhas hemorróidas pra dentro e já volto....................................

Prontinho.

Foi justamente no aprimoramento das tecnicas de conversao analógica/digital, que a industria experimentou os maiores avanços em equipamentos eletronicos. Uma filmadora digital ou um celular,funcionam por horas com uma simples bateria.

Como então esses circuitos de conversao "simplesmente gastam energia demais"?

Uma camera de TV consumia em 1970, 450Watts aproximadamente. Hoje essas cameras consomem 25Watts. Quando muito.

Como é bom ouvir bobagens pela manha. E pensar que são esses manés que contribuem para a midia brasileira.

PS: Essa técnica de acoplamento capacitivo chaveado já é usada a anos pela Analog Devices em alguns de seus chips.

Jornalista é jornalista, eheheheheheh
Não importa a área.

Pergunta da Pelagio, ontem, no jornal da globo pro Sardenberg, comentarista de economia, com relação ao sufoco que a bolsa chinesa impôs pro resto do mundo anteontem:

"E se por acaso essas bolsas pararem (ou quebrarem, não me lembro)."

Jornalista, é jornalista, eheheheheh

[]'s

RETI.

proex escreveu:PS: Essa técnica de acoplamento capacitivo chaveado já é usada a anos pela Analog Devices em alguns de seus chips.

é proex, eu acho que tem até no livro de microeletrônica do Sedra & Smith

Uai,usa FPGA!

Eu já vi amp op (acho que da Microchip) que consome 700nA...

É proex, sem falar dos PSOC que tem blocos ampop, blocos dtmf, capSense....

essa foi boa

Calma pessoal,

O pulo-do-gato está aqui :

"[Esta] arquitetura se baseia em blocos de circuitos que são muito mais facilmente implementáveis com fontes de tensão de 1 volt ou menos,"

+++

Ah, só mais uma informação, estou desenvolvendo um circuito de teclado
com tecnologia capSense, o chip da Analog Devices consome em Low Power apenas 50uA.

É aquela velha história, se fosse fazer a máteria dizendo apenas em novos chips que funcionam com menos de 1Volts, não teria repercusão, o camarada tem que encorpar a matéria, pena que não sabe nada de eletrônica.

at.

Isso é que dá escrever doidão.
Proex tem razão...hoje com um punhadinho de dolares
e mizéria da bateria da pra fazer coisas interessantes.
Eu tiro chapeu quem ganhou a vida fazendo mirabolantes circuitos a AMPOP mas hoje ta mais facil por uma rotina num processador e mandar bala.....menos traumatico....
O problema hoje chama-se ruido...eh froida....limpar a vida dos ruidos ou tentar minimizar os carinhas dentro das caixinhas eh que eh a coisa....outra vida pra aprender ....

Não sei de nada, vou apenas dar uma opinião.

Creio que o assunto é bem específico, por isso a confusão.

Na verdade os AOs foram desenvolvidos, entre outras razões, com o objetivo de realizar cálculos analógicos (soma, subtração, integração, diferenciação, etc), para compor circuítos de um computador analógico.

Sabemos que internamente um AO é composto por vários transistores, entre outros componentes (da mesma forma que foram criados as portas lógicas que são os elementos fundamentais dos computadores digitais).

Bom como estes elementos estavam disponíveis começou-se a utilizá-los para tudo, e talvez até de uma forma indiscriminada - era mais facil amplificar um sinal usando um AO, que polarizar um transistor, para executar a mesma função.

Estes circuítos da matéria, talvez sejam mais específicos e eficientes para executar determinadas funções.

Abraços,
MArcos.

Veja o este tópico http://asm51.eng.br/phpBB/viewtopic.php?t=2213, tem toda a descrição dos módulo do PSoC

Aadsilva