不要忽視類比—它是物聯網的秘訣
從雲端用於運行軟體的動力伺服器，到我們的工廠、家庭和生活中越來越靠近邊緣的各種智慧設備，大多數物聯網創新都專注於數位技術。然而，我們在討論中卻經常忽視了，就光、壓力、溫度和接近度等量測而言，物聯網的邊緣實際上仍然是全部類比。
換句話說，物聯網實際上是要對由類比源所產生的數位資料進行智慧處理。由於類比技術處於網路的最邊緣，因此從所生成的數位資料到所獲得的理解和所採取的措施，類比層面的品質最終決定了系統中其他所有內容的品質。
因此，嘈雜的類比前端會導致數位資訊失真，這會對整個系統產生重大影響。類比部分若設計得當，數位應用則將會更好。更重要的是，對於過程控制類物聯網應用而言，數位資訊還得在邊緣位置準確地轉換回類比訊號。
現在相信了嗎？這就是類比是物聯網成功秘訣的原因。
類比器件+數位連接=有效的物聯網部署
過時也好，討厭也罷，確實有許多對物聯網至關重要的先進設備都依賴於類比技術。事實上，它是物聯網成功實現和運營不可或缺的一部分。如果類比數位轉換器（ADC）、數位類比轉換器（DAC）、電壓放大器和濾波器等解決方案沒有經過試驗與測試，那麼物聯網應用就無法運行。
例如，感測器是物聯網的基礎。 物聯網系統由感測器和互連器件所組成，互連器件可直接或透過雲端進行相互通訊和共用資料。 沒有它們，就無法擷取和共用資料。雖然某些物聯網器件直接與數位感測器整合在一起，但原生類比通常可更準確地對資料來源進行表示。雖然將ADC整合到器件中可降低開發工作量，並降低驅動器件所需的功耗，但離散式轉換器仍然至關重要。
然後利用該資料就可以執行某種動作，其可能涉及機器、電子設備、人類或他們的某種組合。典型的訊號擷取源包括溫度變化、光照水準和壓力差，以及接近度、速度和觸控感應。其他來源還包括煙霧、氣體、CO2等的存在與否。
類比與數位的差距定義
事實上，大多數參與物聯網相關解決方案設計的工程師，在設計過程中可能先會思考數位功能，然後再考慮類比功能，但這樣做會產生不必要的障礙，並使產品上市時間延後。物聯網工程師需要儘早彌合數位與類比設計要求之間的差距，以便能降低產品的複雜性並縮短開發時間。為了幫助實現這一目標，若他們能對以數位設計人員需求創建的類比解決方案有更多的認識與接觸，則將會受益匪淺。這些高性能器件應能夠處理各種物聯網設計挑戰。
例如，電源管理電路需要使用切換式穩壓器、脈寬調變控制器、電源模組和驅動器，以及電池充電器。這可以利用包括比較器和放大器（例如電流檢測放大器、儀表放大器和運算放大器）在內的線性產品，以及包括類比數位轉換器、電源監控和計量IC、電流/直流功率量測IC和數位電位器在內的混合訊號產品來解決。
挑戰定義與解決方案確定
即使能夠接觸到這些功能強大的產品，但許多物聯網工程師卻仍然認為類比前途未卜。譬如，回饋及放大和濾波（以便保持訊號清潔）等類比概念相互作用，因此設計人員在複雜的物聯網系統中處理這些關係時會很難跟上。例如，在比較濾波器時，設計人員通常會認為，類比濾波器所涉及的設計複雜度會比不太複雜的數位濾波器高出很多。同樣，在尋找最佳運算放大器時，設計人員必須要考量放大器是否會降低ADC或DAC的性能。他們有時還需要考量訊號範圍、增益、靜態和動態負載以及電源電壓，這就比數位技術困難得多。由於在邊緣工作需要良好的類比技術，這對物聯網實現形成了嚴重障礙。
另一個常見的誤解是存在權衡：雖然類比電路的設計比數位電路更難，但後者的成本可能要高得多。類比設計困難得多這種觀點可能會適得其反——具有類比工作經驗的設計人員在處理其應用的數位部分時可能會高效得多。
物聯網工程師首先要瞭解，類比設計採用被動元件以及二極體、電晶體、運算放大器和其他半導體器件來改變輸入電壓或電流的幅度、頻率或波形。工程上的挑戰是要在數位化之前對訊號的準確性、放大和濾波進行控制，因此無論是差分放大器、運算放大器還是其他器件，設計人員都必須要能掌握放大器的基本原理。 例如智慧家庭所用的放大器，強大的類比技術使語音助理或通知所用音訊技術實現起來更加容易。[WJ1]雖然設計人員可能理解並重視類比的重要性，但仍有類比/數位鴻溝亟待克服。
端到端合作夥伴是類比與數位之間的橋樑
強大的端到端合作夥伴必須要能幫助設計人員駕馭這一技術的複雜性。Microchip等公司強大的產品組合真正以數位設計人員需求而創建，因此可適用于任何難易程度。此外，Avnet的評估、開發和參考板，線上設計支援中心，網路研討會，教學視頻和全球技術支援，可將設計人員連結到產品開發生態系統，從而幫助他們將設計推向市場。
準備好從思考類比到設計類比了嗎？如若如此，敬請觀看我們關於物聯網設計中最關鍵的類比部分指南。
