http://kadhoai.com.cn 2026-05-08 01:24:54 來源:中國電子報
數據轉換器家族“人丁興旺”且“個性突出”,應ying用yong者zhe應ying根gen據ju各ge自zi的de需xu求qiu選xuan擇ze合he適shi的de產chan品pin。盡jin管guan在zai可ke預yu見jian的de將jiang來lai,工gong業ye和he通tong信xin應ying用yong仍reng是shi數shu據ju轉zhuan換huan器qi的de主zhu要yao市shi場chang,但dan隨sui著zhe器qi件jian功gong耗hao的de降jiang低di和he尺chi寸cun的de縮suo減jian,便bian攜xie式shi醫yi療liao領ling域yu的de應ying用yong正zheng在zai蓬peng勃bo發fa展zhan。
計算機的發明把人類帶入一個以二進製為基礎的數字世界,隨著個人電腦的廣泛應用及互聯網的迅猛擴張,由“0”和“1”組(zu)成(cheng)的(de)數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)似(si)乎(hu)已(yi)經(jing)成(cheng)為(wei)我(wo)們(men)生(sheng)活(huo)中(zhong)不(bu)可(ke)或(huo)缺(que)的(de)元(yuan)素(su)。但(dan)是(shi),自(zi)然(ran)界(jie)的(de)信(xin)息(xi)畢(bi)竟(jing)是(shi)以(yi)模(mo)擬(ni)信(xin)號(hao)的(de)方(fang)式(shi)表(biao)現(xian)出(chu)來(lai)的(de),它(ta)們(men)無(wu)法(fa)直(zhi)接(jie)轉(zhuan)化(hua)為(wei)二(er)進(jin)製(zhi)的(de)數(shu)字(zi)信(xin)號(hao),因(yin)此(ci),數(shu)據(ju)轉(zhuan)換(huan)器(qi)就(jiu)成(cheng)了(le)連(lian)接(jie)模(mo)擬(ni)世(shi)界(jie)與(yu)數(shu)字(zi)世(shi)界(jie)的(de)橋(qiao)梁(liang)。
采樣率和分辨率左右器件性能
數據轉換器包括模擬/數字轉換器(ADC)和數字/模擬轉換器(DAC)。來自模擬世界的電壓、電流、溫度、壓力等信號將通過ADC轉化為數字信號,經過MPU(微處理器)、DSP(數字信號處理器)或FPGA(可編程邏輯門陣列)進行信號處理後,再經由DAC還原為模擬信號。
根據不同的技術架構,數據轉換器又可分為閃速(Flash)型、流水線(Pipeline)型、逐次逼近(SAR)型以及斜率積分(Sigma-delta)型,技術架構的差異使得不同的數據轉換器在性能方麵也各有千秋。
一(yi)般(ban)而(er)言(yan),衡(heng)量(liang)數(shu)據(ju)轉(zhuan)換(huan)器(qi)性(xing)能(neng)最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)兩(liang)個(ge)指(zhi)標(biao)是(shi)器(qi)件(jian)的(de)采(cai)樣(yang)率(lv)和(he)分(fen)辨(bian)率(lv)。采(cai)樣(yang)率(lv)是(shi)器(qi)件(jian)在(zai)每(mei)秒(miao)鍾(zhong)內(nei)的(de)取(qu)樣(yang)數(shu)量(liang),是(shi)衡(heng)量(liang)器(qi)件(jian)速(su)率(lv)的(de)指(zhi)標(biao);fenbianlvzeshizhizhuanhuanqinenggoufuzhideweishujingdu,fenbianlvyuegao,zeshujuzhuanhuanjieguoyuejingque。caiyanglvhefenbianlvwangwanghuixingchengyiduimaodun,fenbianlvdezengjiatongchanghuidaozhiqijiansulvdejiangdi,fanzhiyiran。yinci,shejigongchengshixuyaogenjuxitongdexuqiuxuanzeheshideshujuzhuanhuanqi。
德州儀器半導體技術(上海)有限公司模擬器件事業部業務拓展工程師王勝告訴《中國電子報》記者:“Flash數據轉換器以高速率見長,但由於受限於每個代碼都需要一個n位精度的比較器,其麵積和成本必然隨著分辨率的提高而迅速增長。”可見,除非是為了追求速率而可以容忍高功耗和高成本,否則Flash數據轉換器就不是一個最好的選項。Pipeline架構則是8位應用領域中被普遍看好的解決方案,在中低端通信領域具有優勢。而SAR是一種比較老式的模數轉換器,特別適用於電流等突變型“瞬態”信號的收發。“Sigma-delta架構的優點是把大部分轉換過程都移到數字領域,幾乎可視為一個全數字化的元器件,使得高效能模擬和數字處理結合更容易。”王勝補充道,“但它也有不足之處。當一個Sigma-delta轉(zhuan)換(huan)器(qi)被(bei)多(duo)路(lu)重(zhong)複(fu)使(shi)用(yong)時(shi),必(bi)須(xu)將(jiang)取(qu)樣(yang)器(qi)和(he)濾(lv)波(bo)器(qi)內(nei)的(de)數(shu)據(ju)清(qing)空(kong),以(yi)避(bi)免(mian)信(xin)道(dao)之(zhi)間(jian)的(de)信(xin)號(hao)互(hu)相(xiang)幹(gan)擾(rao)。這(zhe)個(ge)清(qing)空(kong)再(zai)重(zhong)新(xin)采(cai)集(ji)的(de)過(guo)程(cheng)將(jiang)導(dao)致(zhi)延(yan)遲(chi)現(xian)象(xiang)。”
醫療應用市場看好
數據轉換器的市場容量也在快速增長。最近兩年,數據轉換器市場增長率都超過10%,遠高於模擬器件市場的總體增長水平。市場調研公司Gartner的數據顯示,2007年全球數據轉換器銷售收入約為30億美元,到2010年這一數據將有可能接近40億美元。
從應用領域來看,目前工業和通信領域占據主要市場份額,分別為35%和30%,消費電子緊隨其後,占有19%的市場份額。根據Databeans公司的預測,到2012年,通信領域數據轉換器的市場占有率將達到38%,而工業領域則將退居第二,為29%。
隨著生活水平的不斷提高,人們對醫療保健也投入了更多的關注,數據轉換器在醫療領域的應用也在快速增長,超聲波、MRI(核磁共振)、血xue液ye氣qi體ti分fen析xi等deng診zhen斷duan措cuo施shi都dou有you賴lai於yu高gao精jing度du的de數shu據ju轉zhuan換huan器qi,借jie以yi提ti高gao診zhen斷duan的de準zhun確que性xing。據ju德de州zhou儀yi器qi工gong程cheng師shi介jie紹shao,目mu前qian全quan球qiu醫yi療liao產chan品pin的de年nian增zeng長chang率lv是shi11%,其中醫學成像設備的年增長率為12%,超聲波設備增長速度更快,達到了15%。
當然,數據轉換器市場前景也並非高枕無憂。隨著器件集成度日益提高,許多廠商更傾向於把數據轉換功能集成到ASSP(專用標準產品)zhong,youqishizaiduishujuzhuanhuanfenbianlvyaoqiubugaodexiaofeidianzilingyu,danchundeshujuzhuanhuanqisuomianlindetiaozhangengda。huoxujianglaibufenshujuzhuanhuanqibixuyikaoyuqitaqijiande“捆綁銷售”才能在市場中站穩腳跟。
技術升級瞄準低功耗、小尺寸
隨著便攜式的個人醫療產品的普及,除了繼續追求高采樣率、高gao分fen辨bian率lv之zhi外wai,消xiao費fei者zhe對dui數shu據ju轉zhuan換huan產chan品pin的de功gong耗hao和he體ti積ji也ye提ti出chu了le更geng嚴yan格ge的de要yao求qiu。業ye內nei廠chang商shang正zheng試shi圖tu通tong過guo不bu同tong的de技ji術shu手shou段duan滿man足zu消xiao費fei者zhe的de這zhe一yi需xu求qiu。
2008年1月,德州儀器宣布推出ADS528×係列產品,據德州儀器業務拓展工程師馬凱介紹,該係列是全新10位和12位8通道ADC,目標市場為醫療、工業成像、無線通信等領域。馬凱特別強調,該係列產品采用業界最小的封裝且具有市場領先的低功耗特性,其功耗比同類競爭解決方案低30%,滿足了高密度醫學成像和無線通信係統的要求。
或許是不願看到德州儀器一枝獨秀,同樣在今年1月,美國國家半導體宣布推出業界首款采用CTSD(連續時間Sigma-delta)技術的高速模擬/數字轉換器——ADC12EU050。美國國家半導體亞太區放大器產品市場經理龔銘潭表示:“這款8通道、12位、50MSPS的模擬/數字轉換器集成了能濾除混疊信號的低通、磚牆式濾波器,而且功耗比現有的Pipline數據轉換器低30%。”至於目標市場,與德州儀器的ADS5281類似,也將針對醫療設備和工業設備的成像係統。“美國國家半導體未來將推出的CTSD模/數轉換器還將應用於通信設備和測試測量儀表。”龔銘潭補充道。
通過國際主流廠商的表現,我們似乎已經隱約嗅到了低功耗數據轉換器領域市場競爭的硝煙味。