Làm thế nào để bạn quyết định giữa các nhà sản xuất chip analog?

Tôi là người mới bắt đầu điện tử và tôi thấy mình thường cần chọn IC cho một ứng dụng tương tự mà không có kiến ​​thức trước.

Trong lĩnh vực vi điều khiển, rất rõ ràng rằng tôi nên sử dụng Atmel AVR vì nhiều người có sở thích sử dụng ATMega8 / 128/168 / 32u4, v.v. do Arduino + tôi đã cài đặt toolchain cho điều đó ngay bây giờ. Tôi đã làm quen với dòng ở thời điểm này và tôi không bận tâm tìm nơi khác.

Nhưng khi tôi đang nghiên cứu một cái gì đó như điều hòa tín hiệu, tôi luôn thấy mình tự hỏi: vậy tôi có nhận được IC từ Analog, Tuyến tính, TI hoặc Microchip không? Đặc biệt là ba công ty này có nhiều sự chồng chéo trong miền điều hòa tín hiệu, nhưng tôi chắc chắn bạn có thể tìm thấy các nhóm công ty khác có sự chồng chéo tương tự trong các miền khác.

Khi bạn chọn một IC, bạn có công ty yêu thích hoặc "đến" mà bạn sẽ bắt đầu không? Hay bạn so sánh các thông số kỹ thuật từ tất cả các công ty chính và đi với công ty "tốt nhất"? Bạn có để nó đến cơ hội và đi với điều đầu tiên bạn thấy thỏa mãn các yêu cầu không?

Những thứ như chất lượng chung của datasheets, dịch vụ khách hàng, UX trang web và tiếp thị có ảnh hưởng đến quyết định của bạn không?

Không có quy tắc duy nhất đưa bạn đến một bộ phận của nhà sản xuất chip analog. (Không phải trong vi điều khiển, mặc dù bạn cho rằng chỉ có Atmel mới có ý nghĩa với bạn. Nhưng đó là một câu hỏi riêng biệt.)

Một kỹ sư thành phần thực sự tốt có thể có thể điền vào sách về cách chọn chip và / hoặc nhà sản xuất. Tôi không phải là kỹ sư thành phần, nhưng tôi có thể đưa ra một loạt các trường hợp mà tôi đã bị buộc phải làm cho nhà sản xuất này hay nhà sản xuất khác:

• Chip độc đáo : TLE2426 của TI thực sự độc đáo. Có nhiều cách để xây dựng một cái gì đó tương tự từ các thành phần chung, nhưng nếu bạn cần chức năng đó và nó phải phù hợp với dấu chân TO-92, bạn bị mắc kẹt với chip của TI.

• Không có sơ đồ chân tiêu chuẩn : Không giống như op-amps, bộ đệm analog không bao giờ thực sự ổn định trên một sơ đồ chung, và có rất ít trong số chúng có sẵn mà ít hơn một số ít thực sự phù hợp với một mạch nhất định. Giả sử bạn chọn LMH6321 của NatSemi vì một số lý do. Mặc dù một con chip khác có thể là một lựa chọn thay thế chấp nhận được, nhưng không có bộ đệm tương tự nào khác trên thị phần của pinout cụ thể đó, vì vậy ngay khi bạn tạo ra PCB với LMH6321, bạn không thể đổi sang chip khác mà không cần quay lại bo mạch.

• Vấn đề chủ quan : Trong các mạch âm thanh cao cấp, một đôi tai tốt có thể phân biệt âm thanh của op-amps, hoặc ít nhất là các họ op-amp. Nếu bạn tình cờ thích âm thanh Burr-Brown, bạn sẽ chỉ nhìn vào chip của họ, trong khi một người khác sẽ chửi thề bởi chip Analog Devices và cả hai bạn có thể muốn bỏ qua các fanbois tuyến tính.

• Giá cả : Có thể bạn cần một LM324 nhưng không quá cầu kỳ về chất lượng. Trong trường hợp đó, bạn sẽ xem xét một trong những nhà cung cấp nguồn thứ hai cho chip này như Fairchild hoặc ST, chứ không phải là người tạo ra chip, NatSemi.

• Độ bền : Đây là nghịch đảo của điểm trước. Tôi sẽ đặt cược bất cứ ai trong ngành trong hơn một vài năm có thể kể cho bạn nghe những câu chuyện mà kỹ sư thiết kế đã chọn thứ gì đó có nguồn gốc rộng rãi ( LM317chẳng hạn), đã thực hiện tất cả các nguyên mẫu của họ với việc triển khai chất lượng cao của thiết kế chip đó, gửi nó cho dân sản xuất thay thế một loại chung rẻ hơn rất nhiều, và sau đó phải xử lý các lỗi trong trường vì sự thay thế, mặc dù yêu cầu hiệu suất tương đương trong biểu dữ liệu của nó, hóa ra kém bền hơn khi bị lạm dụng theo những cách bạn không thể kiểm soát từ phòng thí nghiệm sạch của mình. (ESD vào mùa đông ở Bắc Dakota, người dùng cuối đã rút phích cắm kết nối, hướng dẫn sử dụng nói không rút phích cắm trong khi sử dụng điện, v.v.) Việc quay lại sử dụng phiên bản nguồn đầu tiên đắt tiền hơn so với quay lại bảng với các thành phần bảo vệ rải rác xung quanh các loại rẻ tiền.

• Lỗi thời : Bạn được giao nhiệm vụ nhồi bảng mà bạn không thể quay lại cho một thiết kế được tạo ra cách đây 20 năm và một số chip không có sẵn từ các nhà sản xuất ban đầu của họ nữa, hoặc ít nhất là không có sẵn trong các gói kỹ sư thiết kế đã chọn 20 năm trước. Bạn có thể bị ép buộc vào vòng tay của một công ty như NTE hoặc Central S bán dẫn, người chuyên cung cấp các thiết kế cũ mà tất cả các công ty cấp 1 đã từ bỏ.

• Hiệu suất cao hơn : Một IC rất phổ biến như LM317 thường truyền cảm hứng cho các phần tiếp theo tương thích pin với hiệu suất cao hơn. Công nghệ tuyến tính chuyên về điều này. Nếu bạn thấy mình cần hiệu năng tốt hơn, thường phải trả giá cao hơn cho một sự thay thế tương thích pin ít phổ biến hơn là thiết kế lại mạch của bạn để mang lại hiệu suất tốt hơn với chip ban đầu bạn đã chọn.

• Tính khả dụng : Khi bạn đã chạy găng tay ở trên, bạn dường như vẫn có một vài lựa chọn về nguồn cho một phần nhất định, nhưng một trong những nguồn đó đã đốt cháy bạn trong quá khứ về tính khả dụng. Điều đó có thể buộc bạn đến một nhà sản xuất khác.

  Một biến thể cực đoan hơn của tình huống này là bạn đã bỏ qua các lựa chọn của mình cho đến khi bạn chỉ xem xét một phần, nhưng nó được tạo ra bởi một nhà sản xuất không phải lúc nào cũng có sẵn hàng. Điều đó có thể buộc bạn phải từ bỏ sự lựa chọn đó, mong muốn mặc dù nó có thể nằm trên giấy, chỉ đơn giản là chuyển sang một nguồn đáng tin cậy hơn. Bạn thậm chí có thể kết thúc việc phát minh lại bánh xe hoàn toàn tốt với thuốc generic chỉ để kiểm soát tốt hơn các bộ phận sẵn có.

Hoàn toàn phụ thuộc vào ứng dụng vì 'IC tương tự' là một thuật ngữ rộng rãi.

Nó liên quan đến giá cả, hiệu suất, gói, đánh giá môi trường, các thành phần bên ngoài cần thiết, tính sẵn có (vị trí, khối lượng, nhà phân phối), v.v.

Nếu bạn đến từ góc độ sở thích thì sự lựa chọn của bạn thường được điều khiển bởi số lượng đơn vị thấp (ví dụ: tôi có thể mua chỉ 1 từ digikey không?), Dễ dàng sử dụng gói bánh mì, ví dụ sử dụng từ một số nguồn khác, là điều ổn định với mức tối thiểu thành phần bên ngoài bánh mì có thể?, vv

Bạn không thể chỉ nhìn vào các số trên biểu dữ liệu và mong đợi nó 'chỉ hoạt động' khi được đưa vào một thiết kế. Một số thiết bị sẽ hoạt động như thế này, một số sẽ hoạt động kém, một số sẽ không hoạt động. Tôi đã thấy / nghe nói về rất nhiều người có sở thích đến digikey và mua một số opamp siêu nhân cao cấp 50Mhz và ném nó vào một chiếc bánh mì chỉ để dành 2 tuần tiếp theo để tìm hiểu tại sao mạch của họ dao động. Một ví dụ khác là đi ra ngoài và mua những gì trông giống như một phần được suy đoán tương tự thoạt nhìn nhưng phần đó có một chế độ hoạt động khác nhau gây ra những thay đổi nhỏ, nhưng đáng kể trong việc thực hiện bắt buộc thường bị bỏ qua.

Vì vậy, một số liệu quan trọng là một phần có khả năng phục hồi như thế nào đối với các thiết kế 'nghèo'. Tôi không có ý xúc phạm, nhưng thực sự có nhiều thứ hơn với thiết kế tương tự hơn là sao chép một cấu trúc liên kết opamp ra khỏi wikipedia. Các bộ phận đơn giản, có độ ổn định cao sẽ cho phép một cách tiếp cận như vậy nhưng thường có phong bì hiệu suất hạn chế.

Tôi đã thấy các thiết kế sản xuất cũng có vấn đề này. ví dụ: Nó hoạt động trên nguyên mẫu nhưng không ai nhìn vào độ ổn định của mạch và nó đã mọc ở rìa sao cho trong lần thử nghiệm đầu tiên, 5 trong số 100 thất bại hoặc có những sự cố gián đoạn dường như xảy ra hoàn toàn ngẫu nhiên. Một ví dụ khác là chạy nguyên mẫu đã được thực hiện nhưng ai đó đã không xem xét đúng trở kháng đầu vào / đầu ra, dòng đầu vào, dòng tĩnh, yêu cầu tách rời, v.v.

Tóm lại, các số liệu được sử dụng rất khác nhau tùy theo ứng dụng và hiệu suất cần thiết. Đối với người có sở thích, hãy cố gắng hết sức để gắn bó với các IC đơn giản, ổn định và có khả năng phục hồi, đi kèm với các gói công việc dễ sử dụng đã được sử dụng trong các thiết kế khác mà bạn đã thấy trên internet. Mặc dù vậy, bạn có thể gặp rắc rối chỉ cần sao chép thiết kế. Tôi đã thấy điện dung tiếp xúc trong bảng mạch bánh mì ném tất cả các loại mạch op amp có vẻ đơn giản vào dao động.

• Nguồn thứ hai có sẵn: Khi bạn sử dụng các bộ phận có sẵn từ nhiều nhà sản xuất, bạn có một cách khá tốt để có được IC theo tiêu chuẩn ngành. Trong sản xuất hàng loạt, như Madmanguruman đã nói, điều này có nghĩa là ít rắc rối hơn khi các nhà sản xuất nhất định cho bạn biết thời gian dẫn dài đáng kinh ngạc; đối với người có sở thích, điều đó có nghĩa là cơ hội của bạn để có được phần từ các nhà phân phối khối lượng nhỏ sẽ tốt hơn nhiều.
• Tùy chọn gói: Một cách khác để tìm các bộ phận chính tốt là tìm kiếm các tùy chọn gói. Nếu op amp có sẵn trong CERDIP-8, DIP-8, SO-8, MSOP-8 và không có gì (thậm chí kim loại có thể TO-99), bạn có thể chắc chắn rằng đó là một bộ phận có sẵn rộng rãi được sử dụng thành công trong nhiều loại khác nhau các ứng dụng và có thể sẽ không bị lỗi thời trong vài năm tới.
• Bảng dữ liệu tốt và chi tiết có sẵn: Đọc chi tiết bảng dữ liệu và so sánh các bảng dữ liệu được xuất bản bởi các nhà sản xuất khác nhau. Mua một phần từ nhà sản xuất có bảng dữ liệu mà bạn tin tưởng nhất. Tôi đã bắt gặp nhiều bảng dữ liệu thậm chí có thông tin mâu thuẫn trong chính họ và đó là những phần tôi thường gặp rắc rối.
• Chi phí: Không phải là sự khác biệt giữa 20 và 50 Ct. sẽ giết bạn khi bạn chỉ cần bốn hoặc năm IC cho dự án của mình, nhưng nếu bạn tìm thấy các bộ phận tương tự ở các mức giá khác nhau, thì cái rẻ hơn thường là gần với dòng chính hơn. Bạn cũng có thể tìm danh mục "trạng thái sản phẩm" trên trang web của nhà sản xuất: Nếu họ nói với bạn một phần là "hoạt động" tương đương với tốt và nếu họ nói với bạn thì "không nên dùng cho thiết kế mới", điều đó có nghĩa là bạn không nên mua nó trừ khi bạn cần nó để sửa chữa công cụ.

Nếu có thể, hãy chọn IC có sẵn từ nhiều nhà cung cấp. Điều này có nghĩa là tương thích pin và chức năng. Hầu hết các nhà sản xuất đảm bảo rằng tất cả các số bộ phận được sử dụng trên các BOM sản xuất hàng loạt (hóa đơn nguyên vật liệu) là các bộ phận của nhiều nhà cung cấp trừ khi được phê duyệt cụ thể. Có những tình huống trong đó các bộ phận duy nhất là cần thiết, nhưng giảm thiểu số lượng các bộ phận như thế này là một chức năng quản lý chuỗi cung ứng quan trọng.

Điều này đặt nhiều công việc lên trước, đủ điều kiện nhiều bộ phận trong chu kỳ thiết kế, nhưng tốt hơn là nên thực hiện việc này sớm hơn là một khi một thứ gì đó được sản xuất hàng loạt và dây chuyền bị hỏng do thiếu bộ phận.

Tất cả các câu trả lời khác đều khá tốt, nhưng tất cả các bạn đều quên một điều quan trọng: mô phỏng! Các mạch tương tự thường hơi khó điều chỉnh và dành một chút thời gian cho một trình giả lập thường có thể tiết kiệm hàng giờ hoặc nhiều ngày đau đầu sau này.

Nhiều nhà sản xuất có một số mức hỗ trợ cho mô phỏng, nhưng tất cả đều có vấn đề. Theo tôi, LTSpice của Tech Tech có lẽ là công cụ miễn phí tốt nhất dành cho mô phỏng.