美国PAM:模拟、数字完全应用于不同领域

2008-05-19 15:40:10来源: 电子工程世界 关键字:温度  功率  降压  传感  茅于海  像素  MEMS

  从苹果iPhone到任天堂Wii游戏机再到用于保健的Wii Fit,一件件具开创性的消费电子产品不断冲击着业界的神经。然而,观者的目光大多集中在了主处理器和存储器等数字芯片上,此时的数字芯片似乎成了当之无愧的“亮点”。

  然而,“模拟技术飞速发展也得益于消费电子产品的飞速发展,因为,自然界的物理量都是模拟的。”美国PAM公司首席科学家茅于海教授这样对电子工程世界记者说。

  以下为采访实录:

  1. 与当今高速发展的数字技术相比,模拟技术的无可替代的优势是什么?

  茅于海:模拟技术和数字技术完全是应用于不同的领域,采用了不同的技术,因此二者之间是不可比的。模拟技术主要应用于和各种模拟量接口的场合,而数字技术主要应用于对这些模拟量进行处理和传输的场合。进入二十一世纪以来,模拟技术有了飞速的发展,这主要得益于消费类电子产品的飞速发展。最明显的特征,就是在美国拉斯维加斯以展示PC为主的COMDEX Show在红火了10多年年以后就此销声匿迹了。而代之以消费类电子展(CES),比以往任何时候都要红火。因为消费类大多数是以个人为最终用户。所以不仅是和娱乐密切相关的音视频产品的快速发展,而且还有游戏类,保健类等产品的快速发展。音视频的输入输出当然都是模拟量,必须采用模拟的接入,然后经过数字处理,再变回模拟量以供人耳及人眼接收。除了人的听觉、视觉、触觉等都是接收模拟量以外,其他自然界的物理量也都是模拟量,过去像这些温度、压力等等各种物理量主要是用在工业测量和控制中,而现在也开始广泛地应用到各种个人消费类产品中。例如电子体温计、电子血压计。还有最新的人机互动的游戏机Wii还有用于保健的Wii Fit,就是采用了最新的加速度测量芯片。此外,因为大多数消费类产品都是便携式的,大多数都是电池供电,因而以电池为初级电源的各种电源功率器件也得到飞速发展。例如充电管理器、线性低压降稳压器、各种直流变换器等。

  2. 模拟电路技术在数字时代面临的挑战有哪些?
  茅于海:数字技术的一个重要标志是位数越来越多,像微处理器从4位、8位、16位、32位,一直发展到64位,这也意味着处理的精度越来越高,速度越来越快。同样对于模拟技术也有相应的提高。例如人耳有很高的灵敏度和动态范围,这就要求相应的电声器件(传感器功率放大器等等)也要有很低的噪声、很小的失真度和很大的动态范围。又如人眼有很高的灵敏度,很高的彩色分辨率,很大的动态范围。这就要求摄像器件的象素数越来越多,彩色分辨率越来越高,对比度越来越大。也要求放像设备也具有相当的性能。例如电视机就从标清发展到高清等等。

  3. 目前最流行的模拟技术是什么?
  茅于海:最流行的模拟技术是很难说的。因为可以从各种不同的角度来谈这个问题。如果从时尚的角度来谈,也许最近比较时髦的MEMS技术可以算一个。不过MEMS中也不完全是模拟技术,也集成了数字信号处理等技术。只是它是以微型的模拟信号传感器为核心的。

  4. 未来,模拟技术的发展趋势是什么?将会面临哪些挑战?
  茅于海:因为模拟技术应用的范围很广,所以很难一概而论。
假如只讨论集成电路,数字集成电路的一个重要的指标是线宽。那么模拟集成电路最重要的一个指标也许是电压和功率。例如,过去的模拟集成电路实际上采用的是基于数字集成电路的混合集成电路5V CMOS工艺,现在已经越来越多的器件要求采用高压的BCD工艺。如何提高耐压,加大功率,降低导通电阻,对于模拟集成电路是一个挑战。

  5. 与过去相比,目前模拟技术最突出应用领域有哪些?为什么?未来,这些应用领域是否会有拓展?都有哪些?为什么?
  茅于海:模拟技术的一个主要的应用领域是电源。因为现在特别强调节能。随着消费类电子产品的增加,这类产品的节能也成为了一个重要问题。目前我国的家电产品能耗已经占所有能耗的15%以上。对于电源的一个重要指标也是它的效率。如何提高效率将会成为一个重要的问题。电源的这个领域也将扩展到功率放大器。因为它在很多方面都和电源有点类似。它也有一个如何提高效率的问题。

  6. 在这些应用领域中模拟技术将会如何发展,未来又将如何发展?贵公司将主力开拓哪些应用领域?
  茅于海:在节能方面,最大的一个特点就是模拟和数字相结合。具体来说,过去的电源几乎是完全模拟式的。以后出现了开关电源,就大大提高了它的效率。同样,过去的功率放大器几乎全部是模拟式的。自从出现了D类功率放大器以后,其效率提高了3-5倍。因此,可以认为,在功率放大器方面,目前正在经历着一场从模拟到数字的革命。当然不论是开关电源或是D类功率放大器也完全不同于一般意义上的数字技术。所以我们认为这实际上是一种模拟和数字相结合的产品。
我们公司一直致力于研发为降低黑色家电能耗的D类功率放大器和用于LCD液晶屏的LED背光恒流驱动。这两种技术对于黑色家电的节能起着极其重要的作用。

  8. 请您简述一下美国PAM公司在模拟技术的发展历程?
  茅于海:我们公司在模拟技术的发展也经历了先从普通的5V CMOS工艺开始,逐渐发展到高压的BCD工艺。

  9. 美国PAM公司在模拟电路领域的发展方向和发展思路是什么?
  茅于海:如前所述,我们公司将致力于发展为黑色家电节能的D类功率放大器和LED背光用的恒流驱动芯片。今后将会向高压大功率方向发展。

关键字:温度  功率  降压  传感  茅于海  像素  MEMS

编辑:汤宏琳 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/ZHZX/200805/article_843.html
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