新興應(yīng)用給數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換提出新要求

　　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(hào)的方法是在各個(gè)時(shí)刻對(duì)信號(hào)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(hào)采集以及處理的各種高性能設(shè)計(jì)的根本組成部分。其特點(diǎn)在于具有高分辨率以及每秒千兆采樣點(diǎn)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(hào)中的更佳動(dòng)態(tài)性能。例如，在無(wú)線基站中，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換確保獲得出眾的語(yǔ)音質(zhì)量。高速A/D轉(zhuǎn)換器是需要信號(hào)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(shí)際上，大多數(shù)應(yīng)用均采用DSP來(lái)處理由各種傳感器采集的模擬信號(hào)中的信息。對(duì)ADC的選擇常常也依賴于模擬信號(hào)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(shí)鐘系統(tǒng)以及電路板信號(hào)的布線對(duì)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(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍(SFDR)以及信道隔離度。例如，蜂窩基站對(duì)原始bit分辨率的要求就不如對(duì)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(hào)時(shí)檢測(cè)出弱信號(hào))的要求高。

　　目前上市的新一代ADC給新興市場(chǎng)帶來(lái)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(duì)視頻信號(hào)捕獲的MHz級(jí)采樣率。從設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)的觀點(diǎn)來(lái)看，這些ADC的性價(jià)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(gè)重要的要求就是小外形。正是因?yàn)檫@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(diǎn)在于具有1.8V@80μA的低功耗，因此，這些器件對(duì)于電池供電和手持應(yīng)用、自動(dòng)測(cè)試設(shè)備、精密儀器、波形發(fā)生器、工業(yè)過(guò)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(duì)特殊的應(yīng)用推出產(chǎn)品。

　　通用器件與之相反，其特點(diǎn)在于采樣速度要低一個(gè)數(shù)量級(jí)，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(gè)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(cè)這樣的通用目的監(jiān)測(cè)應(yīng)用所需要的所有功能。這種轉(zhuǎn)換器在一個(gè)芯片上集成了對(duì)電流、電壓和溫度進(jìn)行感測(cè)和控制所需要的全部功能。

　　圖2：針對(duì)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)。