摘要：數字化需求的不斷增長，對模擬技術——特別是數據轉換器技術的需求變得更為重要。數字技術對信號轉換技術的要求越來越高，本文介紹了數據轉換器技術的發(fā)展和現狀。

　　關鍵詞：數據轉換器;ADC;DAC;SAR;Σ～Δ

　　隨著電子技術水平的不斷發(fā)展，作為從聯系真實自然界采集或傳遞感官信息與數字處理、存儲和傳輸所必備的橋梁紐帶，數據轉換器(Data Converter—ADC/DAC)起著至關重要的作用，也正是因為數據轉換器，尤其是ADC的廣泛應用，大大推動了數字世界的長足發(fā)展和進步。半導體供應商也一直在不斷加大對此的投入和技術創(chuàng)新。另外，與數據轉換器性能、集成度甚至成本息息相關的芯片工藝技術水平也在不段進步。而數據轉換器的性能決定了信號轉換效果的優(yōu)劣，且在很大程度上決定了當今數字設備的性能。

　　市場年增9%

　　隨著人們對信號捕捉能力的要求逐步提升，數據轉換器的應用變得越來越廣泛，Gartner預測，獨立的數據轉換器產品收入將達到8.9%的年均增長率，營收從2009年25.67億美元增長至2014年39.37億美元。增長點主要包

　　括高端醫(yī)療/工業(yè)和測量應用(高平均售價)和低端消費類音頻產品(量大)，在醫(yī)療/工業(yè)應用的年均增長率為10.2%，消費類電子應用則為9.2%。市場調查公司Databeans預測，2010年數據轉換器的營收將有望比2009年增長20%以上。從長期發(fā)展來看，Databeans預計到2015年，轉換器市場會繼續(xù)保持9%的年均增長率。

　　市場表現方面，ADI是世界上最大的獨立的數據轉換器IC供應商，德州儀器(TI)緊隨其后，Maxim位列第三，Linear Technology公司(凌力爾特)位居第四。歐勝微電子則是音頻編解碼器的最大供應商，不過面臨來自Cirrus Logic公司的激烈競爭。

　　高性能多通道轉換器是未來轉換器技術的大趨勢，同時要滿足不同差異化的應用需求。“ADI的市場策略是基于現今社會對信號處理的實際要求，用先進的轉換器技術及產品來為主要客戶提升系統(tǒng)性能。這就是ADI能夠遠超競爭對手并占據46%的市場份額的原因”，ADI公司轉換器部門副總裁Dick Meaney指出。

　　Gartner 模擬半導體研究總監(jiān)Stephan Ohr認為，數據轉換器市場對性能的要求越來越嚴格，并滿足一些特殊性要求。傳統(tǒng)上，數據轉換器應用的需求是轉換速率和精度。速率以采樣率為單位，精度則體現在位分辨率。原始數據轉換器的性能每年都在不斷提高;而對更高精度和采樣率以及更高帶寬的需求在2011年將繼續(xù)存在。這些數值若能達到優(yōu)良值就能夠幫助系統(tǒng)設計師減小系統(tǒng)體積，降低復雜程度和信號鏈的能耗。當然，與高速和高分辨率一樣，低功耗和更高集成度一直是數據轉換器產品的必然要求。在消費電子領域主要是音頻編/解碼器，競爭集中在將 A / D轉換器和立體聲的D / A轉換器集成在單芯片以及芯片成本上。盡管價格壓力很大，不過，現在的音頻編解碼器通常還是包括一個耳機放大器，電源管理器件和一個基于DSP的音頻增強處理器、3D音效擴展或噪音消除?；贔lash(快閃)和Pipeline(流水線)技術的數據轉換器同樣在諸如高清視頻播放器等便攜產品中得到廣泛應用。

　　帶有更大ASSP(專用標準產品)的集成數據轉換器在成本和性能方面的優(yōu)勢仍在被激烈地爭論。許多手機應用相同的穩(wěn)壓器芯片將立體聲音頻編解碼器與電源管理集成到一起，分立編解碼器供應商會說這是一種嚴重的音質妥協，因為編解碼器容易受到開關噪聲的干擾;但從市場反應來看，越來越多的專門數據轉換器將逐漸轉化為一個更加綜合應用的特定部分。

　　高分辨率ADC概覽

　　數據轉換器一個重要的應用是信號的采集和傳輸，這在通信應用中表現得極為明顯。在通信基礎設施方面，電信網絡(包括3G和4G)承載的數據量日益增長，正考驗著中國通信基礎設施的能力。這正是當今DAC和ADC技術面臨的主要挑戰(zhàn)之一。ADI 公司中國技術支持中心經理聶海霞指出，在所有類型的基站和無線基礎設施(WIFR)系統(tǒng)的現代設計中，極高速數模轉換器(DAC)都是占據主導地位的信號發(fā)生器?，F在它們還能執(zhí)行某些功能，以降低基帶處理器的負荷。這為設計人員提供了靈活度，使他們在改善信號質量的同時，能夠實現更簡單的設計、更低的成本以及更低的功耗。這也意味著，設計人員越來越多地要求DAC不僅能支持傳統(tǒng)的無線通信標準，例如GSM、WCDMA、TD–SCDMA、CDMA2000、WiMAX和LTE等，還要能滿足多標準蜂窩基站和其它一些應用的需求，這些應用采用了借助寬信號帶寬的復雜DPD(數字預失真)技術。DAC需要兼具性能和靈活性，特別是對于支持4至6載波GSM傳輸規(guī)范或其它通信標準的系統(tǒng)。汽車、能源和航空電子系統(tǒng)也存在高性能挑戰(zhàn)，在這些應用中，轉換器的可靠性是最重要特性之一。轉換器必須達到特定的行業(yè)規(guī)格，并具備很長的生命周期。