高性能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

　　ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)的選擇是基于若干系統(tǒng)準(zhǔn)則，如分辨率、轉(zhuǎn)換速度、功率要求、物理尺寸、處理器兼容性以及接口結(jié)構(gòu)。ADC必須具備足夠的比特(bit)數(shù)以獲得應(yīng)用所需要的分辨率以及精度。

　　高速A/D轉(zhuǎn)換器跟蹤快速變化信號的方法是在各個時刻對信號幅度進(jìn)行數(shù)字采樣，它們已經(jīng)成為了區(qū)分需要信號采集以及處理的各種高性能設(shè)計的根本組成部分。其特點在于具有高分辨率以及每秒千兆采樣點的采樣速度。

　　許多新興的應(yīng)用需要高速A/D轉(zhuǎn)換器，以提供在處理高頻輸入信號中的更佳動態(tài)性能。例如，在無線基站中，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換確保獲得出眾的語音質(zhì)量。高速A/D轉(zhuǎn)換器是需要信號下行變換的通信系統(tǒng)的關(guān)鍵;在嵌入式和DSP處理中，最新一代的網(wǎng)絡(luò)切換就需要外部高性能模擬元器件。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的性能要求與DSP的要求密切相關(guān)。實際上，大多數(shù)應(yīng)用均采用DSP來處理由各種傳感器采集的模擬信號中的信息。對ADC的選擇常常也依賴于模擬信號被讀出的方式。除了分辨率和速度之外，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的其他性能，如時鐘系統(tǒng)以及電路板信號的布線對于最終應(yīng)用也至關(guān)重要。

　　分辨率、轉(zhuǎn)換速度以及功耗不再是選擇A/D轉(zhuǎn)換器的唯一準(zhǔn)則，其它準(zhǔn)則包括有效數(shù)字位(ENOB)、信噪比(SNR)、無雜散動態(tài)范圍(SFDR)以及信道隔離度。例如，蜂窩基站對原始bit分辨率的要求就不如對SNR(它使得蜂窩信道數(shù)更多)以及SFDR(它允許在存在強(qiáng)干擾信號時檢測出弱信號)的要求高。

　　目前上市的新一代ADC給新興市場帶來了更高的性能以及更低的成本。高速12bit轉(zhuǎn)換器正首次向新興的應(yīng)用供貨。例如，機(jī)頂盒需要10bit和12bit的分辨率，以及針對視頻信號捕獲的MHz級采樣率。從設(shè)計和工藝技術(shù)的觀點來看，這些ADC的性價比已經(jīng)最優(yōu)化。在高性能的A/D轉(zhuǎn)換器中，噪聲和功耗是關(guān)鍵的參數(shù)。

　　另一個重要的要求就是小外形。正是因為這一原因，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器生產(chǎn)商也投資于先進(jìn)的封裝技術(shù)。

　　TI公司最近推出了業(yè)內(nèi)第一款單信道D/A轉(zhuǎn)換器家族，它以SC70封裝供貨，比標(biāo)準(zhǔn)的SOT23器件要小40%。其特點在于具有1.8V@80μA的低功耗，因此，這些器件對于電池供電和手持應(yīng)用、自動測試設(shè)備、精密儀器、波形發(fā)生器、工業(yè)過程控制以及醫(yī)療設(shè)備是有吸引力的。

　　數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器制造商承諾針對特殊的應(yīng)用推出產(chǎn)品。

　　通用器件與之相反，其特點在于采樣速度要低一個數(shù)量級，并且更加適合監(jiān)控系統(tǒng)以及采集諸如溫度和電壓這樣的控制參數(shù)。這種元器件的一個例子就是ADI的AD7294 ADC，它是一種高度集成的器件，提供了諸如電流、電壓以及溫度感測這樣的通用目的監(jiān)測應(yīng)用所需要的所有功能。這種轉(zhuǎn)換器在一個芯片上集成了對電流、電壓和溫度進(jìn)行感測和控制所需要的全部功能。

　　圖2：針對醫(yī)療應(yīng)用的ADC的選擇以若干準(zhǔn)則為基礎(chǔ)，如分辨率、轉(zhuǎn)換速度、功耗要求、物理尺寸以及接口結(jié)構(gòu)。