我們生活在一個模擬的世界里。為了使我們設計的電子系統具有檢測周圍環境變化的能力，我們需要模擬傳感器。但是這些傳感器背后的處理幾乎都是在數字領域。雖然有些處理技術在模擬領域可能更節能，但轉換為數字技術提供了的靈活性，并開啟了物聯網的真正潛力。

為什么你應該考慮數字化傳感器技術？

這不僅僅是轉換成數字，釋放了物聯網的力量；它是用附加元數據標記這些值的能力。例如，壓力傳感器的值只有在我們知道讀數是在何時何地獲取的情況下才有用，這樣我們就可以將它與來自其他傳感器的信息關聯起來。通過將數據與元數據結合使用，我們可以更好地了解我們周圍正在發生的事情，然后采取行動。例如，壓力傳感器現在正被集成到智能手機中。其中一個應用是使用環境氣壓的變化來確認設備在世界上的位置。

有多個市場需要收集、解釋、處理和交付來自現實世界的數字化數據。聯網的家用電器可以將氣壓信息與溫度和其他環境信號結合起來，以優化供暖和空調系統。工業環境時間序列壓力數據可以揭示關于系統運行的重要信息。例如，在石油鉆探中，壓力隨時間的變化可以揭示泄漏和其他問題。遠程服務器可以使用傳感器提供的信息來更新預防性維護應用程序，這些應用程序越來越多地利用機器學習技術來識別問題，以免問題變得嚴重。提供數據和元數據(如每次讀取期間的時間和泵條件)的能力對于確保每個目標系統理解正確的上下文至關重要。

數字化數據還有其他更微妙的優勢。通過摩爾定律，我們看到每次計算所需的能源逐年下降。我們至少可以期待下一個十年的數字縮放。我們還可以利用電路創新和數字設計的改進來降低處理過程中的電壓。由于功耗與電源電壓成二次關系，我們的電路能夠減少的每一分之一伏特都會帶來更大的節能效益。

模數轉換發生在哪里？

傳統上，系統設計人員的工作是采用模擬輸出傳感器，并將各種信號調理、放大和轉換元件添加到電路板設計中。這為他們提供了根據應用需求匹配傳感器操作的靈活性。但許多設計師沒有時間來充分優化界面，特別是在能耗方面。

通常，信號調理運算放大器與輸入模數轉換器(ADC)的前端放大器之間存在復雜的關系。傳感器設計人員對其產品所要處理的信號有著深入的了解，能夠深入了解將輸出轉換到數字域的方法。通過將數字轉換引入傳感器模塊本身，他們可以向客戶提供這種技能和理解。結果是加快了客戶的上市時間。

使用內置數字輸出的傳感器優點

傳感器和ADC的緊密集成降低了電噪聲耦合到接口的風險，確保了更高質量的輸出。一個不太明顯的優勢是對微控制器性能的影響。集成數字輸出的傳感器在固件層面處理起來更簡單。對于基于ADC的接口，固件需要能夠建立轉換，并在一個狹窄的時間窗口內將結果數據移入存儲器緩沖區，以限度地降低時序抖動的不利影響。數字傳感器可以使用諸如I2C的標準通信總線來與主機微控制器通信。傳感器模塊將緩沖記錄的數據，直到主機微控制器準備好接收數據，從而降低了嚴格的時序要求。這可以轉化為更低的系統成本和更快的上市時間。