مقدمة: الثورة الهادئة في البلدان الجزرية الصغيرة النامية

إن المحولات اللامعية إلى الشكل هي الأبطال غير المنغمسين داخل كل جهاز إلكتروني حديث تقريباً، وهي تترجم إشارات العالم الحقيقي المستمرة - الصوت والضوء ودرجة الحرارة والضغط - إلى اللغة الرقمية المتشابكة التي يمكن للمجهزين والذاكرة والبرمجيات أن يفهموها، وقد تقدم أداء أجهزة الأذن العاملة من المدارات وسادسة عشر درجة بشكل كبير، مما أتاح للمنتجات الاستهلاكية الحصول على تفاصيل دقيقة، ويعمل بقدر أكبر من الكفاءة.

Understanding ADC Resolution and Bit Depth

ويحدّد قرار شركة ADC في جوهره عدد الخطوات المتميزة التي يمكن أن تقسم فيها كمية مدخل متماثلة إلى درجة حرارة 12 درجة، وتعطي شركة ADC 2 12 = 4096 متراً مفصّلاً، بينما تقدم شركة ADC 2 (16) [FLVT:3]) = مستويات مؤثرة من الإنتاج.

غير أن القرار وحده لا يضمن الدقة، فالعدد الفعال من القطع هو تدبير أكثر واقعية يُعزى إلى الضوضاء والتشويه وعدم الترميز، وقد يكون لدى شركة ADC ذات 16 نقطة جهازاً نووياً يتراوح بين 12 و14 قطعة في عملية ذات سرعة عالية بسبب الضوضاء الحرارية أو الجليس، ولذلك فإن التصميم الحديث لمؤسسة ADC يركز على تحسين التبادل بين تطبيقات القرار والسرعة والقدرة على الحد الأدنى.

The Significance of 12-bit ADCs

وقد ظل محولو الأشعة الثانية عشرة من المدارات يعمل منذ وقت طويل على أجهزة إلكترونية للمستهلكين، مما يتيح توازنا بين التكلفة والسرعة والدقة، ويستخدم على نطاق واسع في أجهزة الاستشعار الصوتية الذكية للأجهزة التصويرية للأجهزة الكهربائية للتعرض والموازنة البيضاء، في أجهزة التحكم بالشاشات الدقيقة للكشف عن أجهزة الاتصال بالأجهزة الآلية، وفي أجهزة البرمجيات السمعية للطرق.

The Advantages of 16bit ADCs

ويصدر المحولون الستونون ترتيباً أكثر جسامة، وهو تحويلي للتطبيقات التي تتطلب نطاقاً دينامياً واسعاً، وفي الصوت العالي الاستبانة، يمكن أن يلتقط جهاز تحديد التعريفات من 16 إلى 26 درجة مئوية من النطاق الدينامي - رغم أن تصميمات الجيل الحديث من المادة (Higma-delta) تتجاوز 120 درناً مع تركيب أجهزة قياسية متداخلة وضوضاءة.

التقدم التكنولوجي الرئيسي

إن التحسن السريع في البلدان النامية ذات المدارات ال ١٢ و ١٦ نقطة بالنسبة للالكترونيات الاستهلاكية ليس بالخطأ، وقد دفعت ثلاثة اتجاهات متقاطعة - وهي توسيع رقعة العمليات، والابتكار المعماري، والتشكيل المتطور للضوضاء - حدود الأداء مع الحد من التكلفة والسلطة.

تحسين الاكستات

(أ) إن الهجرة إلى مراكز أصغر حجماً (مثلاً، 28 ميلاً نانوً، 12 ميلاً نانوً وما بعده) قد استفادت مباشرة من تصميم شركة ADC بواسطة تقليص صفائف المكثفات والشبكات المستخدمة في محولات شركة RUSC.

المعمار المتقدم: SAR, Delta-Sigma, and Pipeline

وتُستخدم المئات من أجهزة التحلل المُعدّدة (الاستبانة) في إطار نظام التتبع (الاستبانة) وتُحدّد البلدان المتقدمة النمو من مدى الارتفاع في مستويات القدرة من 8 إلى 18 بسبب انخفاض طاقاتها وسرعة استخدامها، وتشتمل تصميمات الوصلات الأخيرة على المنطق المتناهيج، والمتجانسات الدينامية، وتُحمّل أجهزة التفكك ذات الترددات المُنية إلى 12 ثانية.

تقنيات الحد من الضوضاء

إن معدل النمو الصناعي هو العدو الأساسي للتحول العالي الاستبانة، إذ أن البلدان النامية الحديثة تدمج العينات المفرطة )تدير المحول أسرع من معدل النيكيت( والتصويب الرقمي المنخفض الترسبات من أجل نشر الضوضاء الكمية على نطاق أوسع، ثم تزيل المكونات الفوقية للشبكة.

كفاءة السلطة والتكامل

وربما كان التقدم الأكثر إثارة هو الانخفاض الكبير في القوة لكل خطوة تحول )مما يتجلى كرقم للجدارة = القوة/الطاقة )٢( النطاق الترددي × ٢ ]FLT:0[ ENOB ]FLT:1](

الطلبات الواردة في أحدث

ويظهر الأثر الناجع لهذه التحسينات في مجال التعاون التقني فيما بين البلدان النامية عبر طائفة واسعة من المنتجات التي يستخدمها المستهلكون كل يوم.

إنتاج المواد السمعية والموسيقى

(أ) إن الأجهزة السمعية (24-bit)/192 kHz القادرة) انتقلت من نظم منزلية عالية الجودة إلى الهواتف الذكية وأجهزة الترميز ذات التردد العالي (DAC/amp dongles)

كاميرات السماعة وأجهزة الاستشعار

وقد شهد جهاز الاستشعار المزود بالأجهزة الوسيطة للأجهزة المحتوية على أجهزة الاستشعار ذات الترددات العالية، أو التي تلتقط صورا ذات طابع عال، أو تلتقط صورا ذات طابع رقيق، أو تلتقط صورا ذات طابع رقمي، أو تلتقط صورا ذات نطاقات عالية، أو تستهلك ما بين الـ 16 و 14 مركبا، وتضع صورا مصورة ذات نطاق قياسي مائل، وتضعا في نفس الوقت.

مرصدات صحية معتدلة ومقاييس حيوية

وتعتمد أجهزة الاستشعار ذات القدرة المنخفضة على الترددات ذات الترددات الذكية واللياقة (التي تتراوح بين 12 و 16) على أجهزة الاستشعار الضوئية التي تستخدمها أجهزة الاستنشاق ذات التردد العالي (PG) والتي تستخدم الآن أجهزة الاستشعار ذات المستوى المنخفض للضغط على الترددات الـ (SBO2) والتي تستخدم الترددات الـ (BO-F) والتي تبلغ ذروتها في قياسات الجرعة (CGMs)

Automotive and IoT Sensors

كما أن تطبيقات السيارات الاستهلاكية - من مراقبة الصوت داخل الكبينات إلى كاميرات وقوف السيارات ورصد ضغط الإطارات - تعود بالفائدة أيضاً، إذ أن البلدان النامية التي تستخدم في أجهزة ميكروفونات متعددة الأطراف من أجل الاتصال بالمجان اليدوي يجب أن تجمع بين نطاق دينامي مرتفع (أي 110 دي بي) مع التسامح إزاء مستويات الضغط العالية (ما يصل إلى 130 دي بي إس بي إل إس إي تي) وتخفض فيها مركبات ثنائي الفينيل متعدد الأطراف ذات الترددات متعددة الأطراف (S)

التوقعات المستقبلية: ما بعد 16 طناً في أجهزة الاستهلاك

وفي حين أن القرار 16 مبت يفي حاليا بمتطلبات معظم التطبيقات الاستهلاكية، فإن الدفع نحو الأداء العالي والاستخبارات لن يتوقف، إذ تشير عدة اتجاهات إلى زيادة الطلب على أداء شركة التعمير والتنمية في السنوات القادمة.

التكنولوجيات الناشئة والتكامل

ويحتاج تجهيز المعلومات الاستخبارية الاصطناعية في موقع التصوير (AA) والتعلم في مركز التصوير إلى بيانات عالية الاستدلال لتدريب وفحص دقيق، مثلاً، يُستخدم جهاز الصوت في جهاز الترددات المتوسطة (AI) الذي يُعترف بالعاطفة أو بفوائد الهوية من 16 طناً أو حتى 18 طناً من التلقيم الصوتي لحل الانكماشات الصوتية الخفية.

وثمة مجال آخر هو تسجيل فيديو عالي المدى لرؤوس أجهزة التصوير المقطعية المتحركة، وسيتطلب العرض الذي يُقدم في المستقبل على رأسها من 14 إلى 16 نقطة، وتقرأ أجهزة الاستشعار المقطعية العالمية بمئات الأطر في الثانية للحد من ضباب الحركة وتمكين التتبع بدقة دون مليمتر، وستسمح التحسينات في تكنولوجيا الاستشعار المكدسة وتصفية الحرارة في حدود الميزانية.

خاتمة

إن التقدم الهادئ والمطرد في البلدان النامية ذات المدار ال ١٢ و ١٦ من المدارات يتيح توليدا جديدا من الكترونيات الاستهلاكية تكون أكثر استجابة وأكثر دقة وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة، ومن الموسيقى التي نسمعها إلى القياسات الصحية التي نتبعها، تؤدي هذه المحولات دورا أساسيا في سد العوالم اللامعية والرقمية، حيث أن صناعة شبه الموصلات تواصل صقل العمليات والابتكارات الهيكلية التي تدفع مستويات أداء أسرع وأعلى من الضوضاء)١٨(.