相對于其他產(chǎn)品日新月異的進(jìn)步,以及迅速的更迭,模擬產(chǎn)品的發(fā)展則一直非常平穩(wěn),但這并沒有妨礙模擬產(chǎn)品在市場上的地位以及重要性。以數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器市場為例,它已經(jīng)成為模擬芯片廠商的必爭之地。即使在去年模擬IC市場整體下滑的環(huán)境下,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器市場仍然保持著增長的態(tài)勢,這也給整體低迷的市場帶來了一絲暖意。
ADI高精度模擬產(chǎn)品應(yīng)用工程師經(jīng)理Reza Moghimi指出,雖然2007年數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器市場的增速要遠(yuǎn)低于2006年,這一現(xiàn)象在2007年下半年表現(xiàn)尤為明顯。但市場表現(xiàn)疲軟的主要原因不是因?yàn)樾枨蟠蠓碌?,而是由?006年和2007年上半年的增長過于強(qiáng)勁。此外,經(jīng)濟(jì)發(fā)展放緩也是影響數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器市場增長的一個因素?!靶疫\(yùn)的是,從目前來看,這種低迷的情況已經(jīng)結(jié)束。市場將恢復(fù)到2007年的平均增長水平,預(yù)計漲幅仍為8%左右”,他說道。

2007年全球音頻數(shù)據(jù)IC總出貨量為9.03億片,比2006年增長17%。QGBesmc
美信(Maxim)SMTS的Andreas Kraemer也認(rèn)為,與其他產(chǎn)品不同,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器市場增長的最大動力不是來自技術(shù)的進(jìn)步,而更多的是受到應(yīng)用需求影響?!耙磺卸家呀?jīng)在進(jìn)程中,目前的解決方案已經(jīng)足以應(yīng)付市場的應(yīng)用需求。市場增長的主要驅(qū)動力源于數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展以及系統(tǒng)集成度的提高”,他說道,“這聽起來似乎有些自相矛盾,但數(shù)字信號處理技術(shù)的進(jìn)步的確促進(jìn)了市場的增長”。數(shù)字產(chǎn)品市場的不斷擴(kuò)大,自然需要更多的模數(shù)轉(zhuǎn)換器,因?yàn)橹挥兴鼈儾趴梢詫⒛M信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,應(yīng)用到各種各樣的數(shù)字產(chǎn)品中。從這個角度來說,數(shù)字產(chǎn)品是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器市場增長的一大推手。除此之外,隨著系統(tǒng)解決方案變得越來越小,需要集成更多通道、接口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器,這些高度集成的產(chǎn)品需要更小的封裝,而更低的功耗發(fā)散則有助于進(jìn)一步減小系統(tǒng)尺寸。他指出,美信即將推出一款業(yè)界最小封裝的16位DAC產(chǎn)品MAX5134,可通過引腳設(shè)置上電默認(rèn)狀態(tài)為零或中間值。
提供更寬帶寬,更高集成度
與去年相比,業(yè)界對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的性能要求并沒有太大的變化,采樣速率、精度、溫度漂移、噪聲、線性度、功耗以及產(chǎn)品尺寸等性能參數(shù)仍然缺一不可。而WiMAX、高清電視以及3G/4G手持設(shè)備市場的發(fā)展,使得業(yè)界一如既往的致力于提供具有更寬帶寬,更大動態(tài)范圍的產(chǎn)品。
NS推出的兩款170MSPS的12位及155MSPS的14位ADC都可以提供高達(dá)1.1GHz的滿功率帶寬,并且支持雙倍數(shù)據(jù)傳輸率,低電壓差分信號傳輸(LVDS)輸出及CMOS輸出功能。在高中頻采樣接收器的應(yīng)用中,即使輸入頻率超過250MHz,這三款A(yù)DC的高帶寬依然可以保持良好的無雜散信號動態(tài)范圍(SFDR)及信噪比(SNR)。因此,系統(tǒng)設(shè)計工程師可以在用第一個中頻轉(zhuǎn)換級將模擬信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信號,進(jìn)而去掉一個下向變頻級,減少了元器件數(shù)目及系統(tǒng)功耗。NS表示,這三款芯片非常適用于要求嚴(yán)格的WiMAX及3G無線通信應(yīng)用。并且,與該公司的高速運(yùn)算放大器及高集成度時鐘調(diào)整器搭配一起使用,例如與單芯片的LMK03000搭配,可以為信號路徑提供一個全方位的解決方案。
ADI則在其TxDAC系列DAC AD974x和AD978x系列產(chǎn)品中集成了一種新的混頻器功能,能夠?yàn)樵O(shè)計工程師提供一個超過奈奎斯特頻率的有用輸出。“正常模式”中,第一奈奎斯特區(qū)中的信號最強(qiáng)?!盎祛l器模式”中,DAC通過放大第二奈奎斯特區(qū)和第三奈奎斯特區(qū)的信號功率直接產(chǎn)生RF信號。通過這種集成可以省去一個混頻級,減少了直接RF應(yīng)用中的元件數(shù)量,簡化了設(shè)計復(fù)雜程度。此外,AD974x和AD978x系列產(chǎn)品還集成了兩個輔助DAC,可以在不增加外部元件的情況下補(bǔ)償TxDAC器件或者混頻器的偏移誤差。ADI表示,這兩個系列的產(chǎn)品可以提供一流的W-CDMA鄰道泄漏比(ACLR)性能,適合多種寬帶通信應(yīng)用,如GSM、3G、WiMAX以及點(diǎn)對點(diǎn)寬帶通信標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用。并且,該系列產(chǎn)品還可以用于各種儀器設(shè)備,如RF信號發(fā)生器、自動測試裝置和超聲診斷系統(tǒng)。
相對于工業(yè)及無線通信等應(yīng)用對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器帶寬、采樣率以及精度等性能指標(biāo)的重視,用于便攜式音頻系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器則更多的關(guān)注的是音頻特性、封裝類型、音頻輸出選項(xiàng)(如耳機(jī)和麥克風(fēng)驅(qū)動器、數(shù)字音頻接口數(shù)量、信號鏈路調(diào)理和混頻能力)等參數(shù)。當(dāng)然,高集成度以及低功耗特性對于音頻應(yīng)用來說也同樣重要。
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John Crawford:數(shù)模轉(zhuǎn)換器中FIR濾波器產(chǎn)生的不自然振鈴和延遲將影響音樂品質(zhì)。 |
歐勝微電子(Wolfson)技術(shù)營銷John Crawford表示,用于便攜式應(yīng)用的音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器正在向更高的集成度發(fā)展。他舉例說道,歐勝去年發(fā)布的AudioPlus Plus Smart Power WM8350就在一個緊湊的BGA封裝中集成了完整的多媒體編/解碼器(其中包括立體聲ADC/DAC,麥克風(fēng)放大器,音頻混頻器、耳機(jī)以及線性驅(qū)動器)以及一整套電源管理系統(tǒng)。該器件具有DC/DC轉(zhuǎn)換器等電源管理功能,可以為多媒體處理器、存儲子系統(tǒng)和LED背光供電。并且該器件具有的LDO穩(wěn)壓器,可以為包括音頻編/解碼器(CODEC)、智能鋰離子電池充電器及系統(tǒng)管理實(shí)時時鐘等供電。Crawford指出,與目前通常需要兩個或更多額外元件的獨(dú)立CODEC和電源管理芯片方案相比,WM8350可以節(jié)省25%的元器件材料清單成本和50%的占板面積。此外,WM8350還通過減少音頻回放系統(tǒng)功耗,延長了電池使用壽命。
除此之外,對于音頻應(yīng)用,終端產(chǎn)品的音頻質(zhì)量以及用戶體驗(yàn)也尤為重要。自從大約30年前CD播放器問世以來,人們就一直在抱怨數(shù)字音樂不夠真實(shí),無法帶來美好的聽覺感受。究其原因,一個關(guān)鍵因素就是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器內(nèi)置的數(shù)字濾波器。由于數(shù)模轉(zhuǎn)換器中FIR濾波器的存在,會產(chǎn)生不自然的振鈴和延遲。在重現(xiàn)原始信號時,產(chǎn)生一定數(shù)量的誤差,并損害原始信號。這將直接影響人們對音樂品質(zhì)的感受。這也是數(shù)字回放一直存在的典型問題。傳統(tǒng)的濾波器封裝主要關(guān)注的是頻率響應(yīng)控制,但卻忽略了問題的關(guān)鍵所在。Wolfson在其旗艦產(chǎn)品AudioPlus PureSound DAC WM8741中,開發(fā)了具有專利技術(shù)的數(shù)字濾波器,可以根據(jù)特定的要求裁減音頻響應(yīng),使數(shù)字音樂更加真實(shí)和自然。Crawford表示,WM8741的優(yōu)勢在于使用先進(jìn)數(shù)字濾波器來裁減音頻信號,并可以使之呈現(xiàn)完美的“模擬感覺”。
音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器市場表現(xiàn)搶眼
IMS數(shù)據(jù)資料顯示,音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器市場2007年的出貨量達(dá)到了9.03億片,比2006年的7.69億片增長了17%。其中,編/解碼器產(chǎn)品是增長最快的領(lǐng)域,2006~2007年度增長了20%。預(yù)計,2008年的增長速度可達(dá)16%。Crawford指出,推動音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器市場迅速增長的一個主要因素是各種游戲設(shè)備的推出,如微軟推出的Xbox、索尼的PSP和PS以及任天堂的Wii和DS等。但該增長會隨著游戲設(shè)備市場銷售的減緩而放慢,因此這類應(yīng)用的增長只會對市場產(chǎn)生短期影響。相反,手機(jī)市場雖然漲幅不是最大,但一直保持著較為穩(wěn)定的增長速度。雖然在2007年第四季度,國內(nèi)市場由于功率放大器短缺造成手機(jī)市場增長放慢,但這一問題有望在2008年第一季度得到解決。盡管手機(jī)已經(jīng)流行了很多年,但由于3G手機(jī)的出現(xiàn)以及巴西、俄羅斯、印度等新興市場銷售情況良好,加之國內(nèi)手機(jī)市場巨大的潛力,手機(jī)市場仍然將快速增長。此外,個人導(dǎo)航設(shè)備(PND)、機(jī)頂盒以及高清電視市場都將維持穩(wěn)定的增長幅度。

音頻數(shù)據(jù)IC領(lǐng)域編/解碼器市場增長最為迅速。QGBesmc
Crawford同時指出,目前市場對于高保真復(fù)原音頻設(shè)備的需求越來越大,因此,高性能家庭影院等音響設(shè)備市場的增長也不容忽視?!皹I(yè)界對于音頻市場有一個共識,那就是必須采取措施來解決數(shù)字音樂系統(tǒng)內(nèi)在的振鈴和濾波延遲問題,否則音樂品質(zhì)將大打折扣”,他說道,“除此之外,音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器市場還出現(xiàn)了以下三個趨勢:1.由于對編/解碼器產(chǎn)品的應(yīng)用逐漸上升,單獨(dú)使用ADC或DAC的場合將趨于減少;2.立體聲數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器將隨著便攜式媒體播放器和手機(jī)出貨量的增加而廣泛使用;3.PC、家用消費(fèi)類電子以及汽車電子應(yīng)用中將更多的轉(zhuǎn)向多通道數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器,以滿足環(huán)繞立體聲需求。
醫(yī)療電子市場是下一個金礦
市場分析機(jī)構(gòu)Frost & Sullivan的分析指出,全球用于醫(yī)療成像設(shè)備的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和放大器在2006年市場份額達(dá)到了3.16億美元,預(yù)計2011年這一數(shù)字將達(dá)5.82億。分析認(rèn)為,在目前的醫(yī)療成像設(shè)備中,成指數(shù)集增長的通道數(shù)無疑擴(kuò)大了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的使用數(shù)量。例如,在CT(計算機(jī)斷面成像)和超聲波成像系統(tǒng)中,通道數(shù)已經(jīng)增至原來的2倍甚至4倍。隨著通道數(shù)的迅速增加,一方面可以獲取更高質(zhì)量的圖像,另一方面也促進(jìn)了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用。此外,便攜式影像設(shè)備以及新興前沿技術(shù),如3T MRI(3T磁共振成像系統(tǒng))等都促進(jìn)了該市場的增長。毫無疑問,擁有豐富產(chǎn)品線,并且產(chǎn)品具有更多的通道數(shù)以及低功耗特性廠商將在這一市場獲勝。醫(yī)療電子市場也成為繼音頻數(shù)據(jù)市場之后另一個具有無窮潛力的增長焦點(diǎn)。
Moghimi表示,與其他數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器供應(yīng)商專注一個領(lǐng)域,如高速、低功耗或者音頻應(yīng)用等不同,ADI一直致力于提供有競爭力的解決方案覆蓋整個市場。因此,醫(yī)療電子市場也是ADI一個重要的目標(biāo)市場。ADI推出的基于其PulSAR技術(shù)的16位ADC AD7980,可以將每次轉(zhuǎn)換的功耗降低為同類產(chǎn)品的1/5,可以提供良好的交流和直流性能,從而改進(jìn)了病人監(jiān)護(hù)儀和工業(yè)監(jiān)視儀的便攜性并且提高了自動測試設(shè)備(ATE)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能和吞吐率。
此外,ADI還有八通道ADC產(chǎn)品10bit AD9212和12bit AD9222用于便攜式醫(yī)療儀器以及超聲診斷設(shè)備。據(jù)悉,這兩款產(chǎn)品每通道功耗比同類產(chǎn)品低100mW。在包含512通道之多的超聲診斷系統(tǒng)應(yīng)用中,AD9212和AD9222的功耗比同類產(chǎn)品節(jié)省5~6W。這兩款產(chǎn)品都支持高達(dá)50MSPS的采樣速率并提供串行低壓差分信號(LVDS)數(shù)據(jù)輸出。
Moghimi還透露,除了在醫(yī)療電子領(lǐng)域不斷推出新產(chǎn)品,ADI正在開發(fā)RF信號直接采樣/發(fā)生轉(zhuǎn)換器。這種取消了上混頻/下混頻級的新架構(gòu)使得成本進(jìn)一步降低。此外,ADI還在努力通過自校準(zhǔn)和抖動方法來提高轉(zhuǎn)換器的動態(tài)性能?!拔覀円回炾P(guān)注新的工藝節(jié)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)更高的集成度或者更低的功耗所帶來的機(jī)遇?!彼f道。
TI也推出了低功耗、小尺寸的10~12位8通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADS5281系列。據(jù)介紹,ADS5281、ADS5282及ADS5287系列具有業(yè)界領(lǐng)先的最低功耗,比同類產(chǎn)品降低了30%。ADS5281系列可與TI新型8通道可變增益放大器VCA8500相連,可以實(shí)現(xiàn)完整的醫(yī)學(xué)信號鏈解決方案,并且具有更出色的降噪性能,以及較低的功耗。在采樣率為50MSPS的條件下,每通道功耗還不足130mW。TI表示,隨著醫(yī)療影像系統(tǒng)日趨便攜和小型化,制造商在設(shè)計這些日益復(fù)雜的系統(tǒng)時面臨的挑戰(zhàn)也越來越多,功耗、噪聲、分辨率以及采樣率等都將是關(guān)注的性能指標(biāo)。
責(zé)編:Quentin