数字产品推动ADC发展

随着数字产品功能和性能的提升，需要传输的数据越来越多。拿手机来说，从过去的只能打电话，演进到现在的短信、收发email、拍照、上网等多种功能，要传输的数据量不再与过去同日而语。数据量的陡增和处理效果的提升必然要求传输速度、传输精度、传输效率都比过去更加提高，这些任务责无旁贷地落在了ADC肩上。随着世界能源问题的突显和电子产品朝着轻薄短小的大趋势发展，低功耗和小体积已是电子产品发展的时代潮流。整个行业从上至下时刻都在考虑如何降低功耗、缩小体积。数字产品的发展要求ADC的速度、精度、效率更高，功耗、体积更小。

厂商加速推新品

为追赶数字产品发展的步伐，活跃在ADC领域的主要厂商ADI、TI、MAXIM、Linear等都在不断精进技术，推出了很多高性能、抵功耗、小体积的ADC产品。今年，ADI和TI分别先后推出了分辨率为14bit、采样速率为125Msps的AD9445和ADS5541产品。Linear也不甘示弱，近期推出的LTC2255也颇为突出，在其他性能与同类产品相近的条件下，将功耗降至395mW，体积缩为5mm 5mm。

据Linear公司混合信号业务部市场经理Todd Nelson介绍，降低功耗是产品设计要考虑的首要因素之一，LTC2255正是采用了功耗很低的CMOS工艺，而非Bi-CMOS工艺。虽然Bi-CMOS工艺能够实现更高的产品性能，但功耗较高。而CMOS工艺的突出特点是功耗低，但噪声高，在实现高性能方面逊色于Bi-CMOS工艺。Linear青睐于低功耗的CMOS工艺，然后通过精进设计技术来实现高性能。通过选用噪声性能指标好的制造材料，凭借雄厚的技术团队和先进的技术，优化产品设计的各个细小环节，注重降低噪声和散热，全面提升产品性能。LTC2255的出色表现很好地证明了Linear这种选择的成功：性能和同类产品相差无几，但体积和功耗却远远胜出。LTC2255适用于通信、图像处理、超声波等应用，目前已有客户在小批量使用，并且反应良好。

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应用与市场

数据转换器大约占据了模拟器件市场份额的5%，总体而言，ADC市场一直都比较稳定。据统计，2004～2009年间，转换器平均每年将以15％的速度增长，在整个模拟器件市场中增速居于榜首。

从应用领域来看，通信领域仍是ADC的应用大户，其次是消费电子和工业控制。通信领域的应用主要是无线基站和通信测试设备。特别是针对3G应用，无论是重新布网还是升级过渡，必然会投放大量3G基站，同时增加对通信测试设备的需求，未来通信领域将是一块大蛋糕。ADC在消费电子中主要应用在音频和图像处理方面，该市场受消费因素的影响较大，但预计今后5年内仍保持稳步增长。该领域要求ADC具有高转换速度和高分辨率，以增强图像层次感，提高声音保真度，使图像和声音得以流畅地真实再现。另外，消费电子大多是便携产品，低功耗是对ADC的必然要求。iSuppli预测到2008年，全球MP3出货量是目前的3倍；数码相机的年增长率不低于10％；80％的手机具有照相功能。因此，ADC在消费电子领域也会有相当的市场空间。相比于通信和消费电子市场，工业控制领域是转换器最稳定的市场，增速一般比较平稳，基本不受消费市场的影响，这也是任何厂商都不会放弃的一块领地。

从市场区域来看，亚洲今后将是ADC的主要市场，增幅显著，欧美和日本则在原有基础上小幅稳步增长。这主要是因为亚洲地区经济、技术整体相对落后，今后特别是在通信基础设施建社、消费电子及汽车电子等方面，相比于市场趋于饱和的欧美等发达地区有较大的发展空间，这也是各大厂商纷纷瞄准亚太市场的原因所在。

挑战与趋势

ADC设计中最大的挑战依旧是如何降低噪声、如何降低功耗。除了模拟工艺本身的噪声外，数字电路高频处理产生的噪声也会降低ADC的信噪比。高性能ADC电路的设计通常更大程度上仰赖于设计工程师丰富的经验和技巧，高级设计人员的短缺也是整体模拟技术发展的最大瓶颈。要发展ADC，必须先要培养适用的技术人才。

今后ADC大的趋势可概括为“三升二降”，即速度、分辨率、效率不断升高；功耗和体积不断减小。从不同应用领域的角度看，除了低功耗和小体积外，厂商通常最关心的是价格和实用性，所以针对各应用领域的经济、实用型ADC也是今后的发展趋势，ADC并不一定囊括所有的高性能，而是根据实际需求选择不同的侧重点。

作为连接模拟和数字的桥梁，ADC仍将作为一个独立的器件存在，不会集成到后端数字电路中。目前模拟技术与数字技术还很难集成到一起，而且又保证两者的性能最优化，与其顾此失彼，还不如各自尽善尽美。此外，在与后端数字电路的接口方面，未来将向降低噪声的高速串口方向发展。 (本刊记者)