Stromverbrauch reduzieren - Schaltungsentwurf vereinfachen
Optimierung von Anwendungen mit geringem Stromverbrauch
Dieser Artikel skizziert Techniken zur Optimierung der Energieeffizienz in Signalkettenanwendungen mit geringem Stromverbrauch. Methoden wie Power Scaling, Power Cycling, Duty Cycling und die Aktivierung von On-Chip-Funktionen werden behandelt.
Bei der Entwicklung batteriebetriebener Messsysteme für Anwendungen wie Feldinstrumente (zur Messung von Temperatur, Druck oder Durchfluss) oder Fernüberwachungsgeräte für Vitalparameter sind Signalketten mit geringem Stromverbrauch entscheidend. Selbst bei netzbetriebenen Systemen zwingt die Minimierung der Umweltauswirkungen oder der Energiekosten die Hardware-Designer dazu, die Energieeffizienz des Systems zu verbessern. Ein stromsparendes Design kann indirekte Vorteile haben, wie eine geringere Größe der Lösung, wenn die Anzahl der parallel geschalteten Batteriezellen reduziert werden kann.
In diesem Whitepaper werden Präzisionslösungen für stromsparende Signalketten und Techniken zur Erzielung einer optimierten Stromeffizienz in stromsparenden Signalkettenanwendungen vorgestellt. Neben der Auswahl von Produkten mit niedrigem Stromverbrauch, die für eine optimale Lösung zur Reduzierung des Stromverbrauchs nicht immer ausreichen, werden Techniken wie Leistungsskalierung, Power Cycling und Duty Cycling erläutert, um den Stromverbrauch des Systems weiter zu senken. Es wird auch erörtert, wie On-Chip-Funktionen wie Kanalsequenzer, FIFOs und Spannungsüberwachungsblöcke verwendet werden können, welche die Komplexität des Systemdesigns reduzieren und Energieeinsparungen auf der Host-Controller-Seite und auf der Gesamtsystemebene ermöglichen.
In diesem Whitepaper werden Techniken zur Energieoptimierung vorgestellt, u.a.:
- Leistungsskalierung mit Durchsatz, dynamische AFE-Leistungsskalierung, Skalierung der digitalen Versorgungsleistung für SAR-ADC- und Sigma-Delta ADC-basierte Signalketten
- ADCs mit On-Chip-FIFO
- Streaming von ADC-Daten in den Speicher durch direkten Speicherzugriff (DMA)
- Interrupt-gesteuerte Programmierung