相對(duì)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(chǎng)上的地位以及重要性。以數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器市場(chǎng)為例,它已經(jīng)成為模擬芯片廠商的必爭(zhēng)之地。即使在去年模擬IC市場(chǎng)整體下滑的環(huán)境下,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器市場(chǎng)仍然保持著增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì),這也給整體低迷的市場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)表現(xiàn)疲軟的主要原因不是因?yàn)樾枨蟠蠓碌怯捎?006年和2007年上半年的增長(zhǎng)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(chǎng)增長(zhǎng)的一個(gè)因素。“幸運(yùn)的是,從目前來看,這種低迷的情況已經(jīng)結(jié)束。市場(chǎng)將恢復(fù)到2007年的平均增長(zhǎng)水平,預(yù)計(jì)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(zhǎng)17%。nKKesmc
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(chǎng)增長(zhǎng)的最大動(dòng)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(chǎng)的應(yīng)用需求。市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力源于數(shù)字信號(hào)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(hào)處理技術(shù)的進(jìn)步的確促進(jìn)了市場(chǎng)的增長(zhǎng)”。數(shù)字產(chǎn)品市場(chǎng)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(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),應(yīng)用到各種各樣的數(shù)字產(chǎn)品中。從這個(gè)角度來說,數(shù)字產(chǎn)品是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器市場(chǎng)增長(zhǎng)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(duì)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(chǎng)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(dòng)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(hào)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(hào)動(dòng)態(tài)范圍(SFDR)及信噪比(SNR)。因此,系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師可以在用第一個(gè)中頻轉(zhuǎn)換級(jí)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào),進(jìn)而去掉一個(gè)下向變頻級(jí),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(shí)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(hào)路徑提供一個(gè)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(jì)工程師提供一個(gè)超過奈奎斯特頻率的有用輸出?!罢DJ健敝校谝荒慰固貐^(qū)中的信號(hào)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(hào)功率直接產(chǎn)生RF信號(hào)。通過這種集成可以省去一個(gè)混頻級(jí),減少了直接RF應(yīng)用中的元件數(shù)量,簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)復(fù)雜程度。此外,AD974x和AD978x系列產(chǎn)品還集成了兩個(gè)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(gè)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(duì)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(hào)發(fā)生器、自動(dòng)測(cè)試裝置和超聲診斷系統(tǒng)。
相對(duì)于工業(yè)及無線通信等應(yīng)用對(duì)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(dòng)器、數(shù)字音頻接口數(shù)量、信號(hào)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(duì)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(yíng)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(gè)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(dòng)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(chǔ)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(shí)時(shí)鐘等供電。Crawford指出,與目前通常需要兩個(gè)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(zhǎng)了電池使用壽命。
除此之外,對(duì)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(gè)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(huì)產(chǎn)生不自然的振鈴和延遲。在重現(xiàn)原始信號(hào)時(shí),產(chǎn)生一定數(shù)量的誤差,并損害原始信號(hào)。這將直接影響人們對(duì)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(shì)在于使用先進(jìn)數(shù)字濾波器來裁減音頻信號(hào),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(chǎng)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(chǎng)2007年的出貨量達(dá)到了9.03億片,比2006年的7.69億片增長(zhǎng)了17%。其中,編/解碼器產(chǎn)品是增長(zhǎng)最快的領(lǐng)域,2006~2007年度增長(zhǎng)了20%。預(yù)計(jì),2008年的增長(zhǎng)速度可達(dá)16%。Crawford指出,推動(dòng)音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器市場(chǎng)迅速增長(zhǎng)的一個(gè)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(zhǎng)會(huì)隨著游戲設(shè)備市場(chǎng)銷售的減緩而放慢,因此這類應(yīng)用的增長(zhǎng)只會(huì)對(duì)市場(chǎng)產(chǎn)生短期影響。相反,手機(jī)市場(chǎng)雖然漲幅不是最大,但一直保持著較為穩(wěn)定的增長(zhǎng)速度。雖然在2007年第四季度,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)由于功率放大器短缺造成手機(jī)市場(chǎng)增長(zhǎng)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(chǎng)銷售情況良好,加之國(guó)內(nèi)手機(jī)市場(chǎng)巨大的潛力,手機(jī)市場(chǎng)仍然將快速增長(zhǎng)。此外,個(gè)人導(dǎo)航設(shè)備(PND)、機(jī)頂盒以及高清電視市場(chǎng)都將維持穩(wěn)定的增長(zhǎng)幅度。

音頻數(shù)據(jù)IC領(lǐng)域編/解碼器市場(chǎng)增長(zhǎng)最為迅速。nKKesmc
Crawford同時(shí)指出,目前市場(chǎng)對(duì)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(chǎng)的增長(zhǎng)也不容忽視?!皹I(yè)界對(duì)于音頻市場(chǎng)有一個(gè)共識(shí),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(chǎng)還出現(xiàn)了以下三個(gè)趨勢(shì):1.由于對(duì)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(chǎng)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(chǎng)是下一個(gè)金礦
市場(chǎng)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(chǎng)份額達(dá)到了3.16億美元,預(yù)計(jì)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(zhǎng)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(jì)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(chǎng)的增長(zhǎng)。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(chǎng)獲勝。醫(yī)療電子市場(chǎng)也成為繼音頻數(shù)據(jù)市場(chǎng)之后另一個(gè)具有無窮潛力的增長(zhǎng)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(gè)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(jìng)爭(zhēng)力的解決方案覆蓋整個(gè)市場(chǎng)。因此,醫(yī)療電子市場(chǎng)也是ADI一個(gè)重要的目標(biāo)市場(chǎng)。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(dòng)測(cè)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(hào)(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(hào)直接采樣/發(fā)生轉(zhuǎn)換器。這種取消了上混頻/下混頻級(jí)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(dòng)方法來提高轉(zhuǎn)換器的動(dòng)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?cè)鲆娣糯笃鱒CA8500相連,可以實(shí)現(xiàn)完整的醫(yī)學(xué)信號(hào)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(jì)這些日益復(fù)雜的系統(tǒng)時(shí)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