Microchips analógicos são a cura para o desejo de poder da IA

Mar 29, 2024

espaço visual/iStock

No passado, os chips analógicos governavam a computação, operando em faixas de valores contínuas. Embora a computação analógica possa parecer obsoleta em comparação com os padrões atuais, sem a precisão e a adaptabilidade dos chips digitais, ela está passando por um renascimento no domínio de coisas como a IA avançada. Mas o que são e como podem ser úteis?

Vamos descobrir.

Um chip analógico, ou circuito integrado analógico (IC) ou dispositivo, é um dispositivo semicondutor que processa e manipula sinais analógicos. Os sinais analógicos são sinais elétricos contínuos e variantes no tempo que representam fenômenos do mundo real como som, temperatura, pressão e luz. Esses chips são usados ​​em muitas aplicações, incluindo eletrônicos de consumo, telecomunicações, sistemas automotivos e automação industrial.

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Dito de outra forma; chips analógicos funcionam de maneira semelhante às células do seu cérebro. Ao contrário dos chips digitais, que usam 1s e 0s para processar informações, os chips analógicos funcionam com uma faixa contínua de valores, como um dimmer que pode ser ajustado suavemente.

Os chips analógicos são caracterizados por sua capacidade de lidar com sinais contínuos, em oposição aos chips digitais que funcionam com sinais binários discretos (0s e 1s). Os componentes fundamentais dos chips analógicos incluem transistores, capacitores, resistores e diodos, que são interconectados para criar funções de circuito específicas, como amplificação, filtragem e conversão de sinal. Por esta razão, os chips analógicos permitem uma interação perfeita entre o mundo natural e o domínio digital, garantindo que os nossos sistemas eletrónicos permanecem eficientes, fiáveis ​​e versáteis.

Apesar da crescente prevalência da tecnologia digital, os chips analógicos continuam indispensáveis ​​devido à sua capacidade única de lidar com sinais do mundo real. O desenvolvimento de CIs de sinais mistos, que combinam circuitos analógicos e digitais em um único chip, aumentou ainda mais a importância do design e da experiência analógica. Essa integração permite sistemas eletrônicos mais compactos, eficientes e econômicos, estimulando a inovação em diversos campos.

Um dos tipos mais comuns de chips analógicos é o amplificador operacional (op-amp). Os amplificadores operacionais são componentes versáteis que executam várias funções, como amplificação de sinal, filtragem e operações matemáticas. Eles são parte integrante de muitos sistemas eletrônicos, desde equipamentos de áudio até dispositivos médicos.

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Outros exemplos notáveis ​​de chips analógicos são o conversor analógico para digital (ADC) e o conversor digital para analógico (DAC). Esses chips convertem sinais analógicos contínuos em dados digitais discretos e vice-versa, permitindo a comunicação entre os domínios analógico e digital. ADCs e DACs são essenciais na conversão de processamento de sinais digitais, aquisição de dados e sistemas digitais de áudio e vídeo.

Os reguladores de tensão são outro tipo importante de chip analógico. Eles fornecem níveis de tensão estáveis ​​para vários circuitos eletrônicos, garantindo que o sistema opere de maneira confiável e eficiente. Os reguladores de tensão são usados ​​em diversas aplicações, desde fontes de alimentação e carregadores de bateria até eletrônicos automotivos e sistemas de energia renovável.

Os chips analógicos também aparecem fortemente em dispositivos especializados adaptados a aplicações específicas, como interfaces de sensores, circuitos de radiofrequência (RF) e ICs de gerenciamento de energia. As interfaces de sensores permitem o processamento e a conversão de sinais gerados por sensores como sensores de temperatura, pressão ou luz. Os circuitos de radiofrequência facilitam a comunicação sem fio em telefones celulares, roteadores Wi-Fi e sistemas de satélite. Os CIs de gerenciamento de energia, por outro lado, regulam e distribuem energia dentro de sistemas eletrônicos, otimizando o consumo de energia e prolongando a vida útil da bateria.

Os microchips analógicos e digitais diferem em funcionalidade, processamento de sinal e áreas de aplicação – uma das diferenças mais importantes é como o processamento de sinal ocorre com cada tipo de chip. Os microchips analógicos processam sinais elétricos contínuos e variáveis ​​no tempo, representando fenômenos do mundo real, como som, temperatura e luz. Em contraste, os microchips digitais funcionam com sinais binários discretos representados por 0s e 1s. Esses sinais binários realizam operações lógicas e aritméticas em sistemas digitais.