http://kadhoai.com.cn 2026-04-28 08:58:35 來源:中國電子報
數據轉換器家族“人丁興旺”且“個性突出”,yingyongzheyinggenjugezidexuqiuxuanzeheshidechanpin。jinguanzaikeyujiandejianglai,gongyehetongxinyingyongrengshishujuzhuanhuanqidezhuyaoshichang,dansuizheqijiangonghaodejiangdihechicundesuojian,bianxieshiyiliaolingyudeyingyongzhengzaipengbofazhan。
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)、xueyeqitifenxidengzhenduancuoshidouyoulaiyugaojingdudeshujuzhuanhuanqi,jieyitigaozhenduandezhunquexing。judezhouyiqigongchengshijieshao,muqianquanqiuyiliaochanpindenianzengchanglvshi11%,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)中zhong,尤you其qi是shi在zai對dui數shu據ju轉zhuan換huan分fen辨bian率lv要yao求qiu不bu高gao的de消xiao費fei電dian子zi領ling域yu,單dan純chun的de數shu據ju轉zhuan換huan器qi所suo麵mian臨lin的de挑tiao戰zhan更geng大da。或huo許xu將jiang來lai部bu分fen數shu據ju轉zhuan換huan器qi必bi須xu依yi靠kao與yu其qi他ta器qi件jian的de“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。