新兴应用推进数据转换器市场发展

2008-05-19 04:15:18来源: 国际电子商情
  相对于其他产品日新月异的进步,以及迅速的更迭,模拟产品的发展则一直非常平稳,但这并没有妨碍模拟产品在市场上的地位以及重要性。以数据转换器市场为例,它已经成为模拟芯片厂商的必争之地。即使在去年模拟IC市场整体下滑的环境下,数据转换器市场仍然保持着增长的态势,这也给整体低迷的市场带来了一丝暖意。

  ADI高精度模拟产品应用工程师经理Reza Moghimi指出,虽然2007年数据转换器市场的增速要远低于2006年,这一现象在2007年下半年表现尤为明显。但市场表现疲软的主要原因不是因为需求大幅下跌,而是由于2006年和2007年上半年的增长过于强劲。此外,经济发展放缓也是影响数据转换器市场增长的一个因素。“幸运的是,从目前来看,这种低迷的情况已经结束。市场将恢复到2007年的平均增长水平,预计涨幅仍为8%左右”,他说道。

  美信(Maxim)SMTS的Andreas Kraemer也认为,与其他产品不同,数据转换器市场增长的最大动力不是来自技术的进步,而更多的是受到应用需求影响。“一切都已经在进程中,目前的解决方案已经足以应付市场的应用需求。市场增长的主要驱动力源于数字信号处理技术的发展以及系统集成度的提高”,他说道,“这听起来似乎有些自相矛盾,但数字信号处理技术的进步的确促进了市场的增长”。数字产品市场的不断扩大,自然需要更多的模数转换器,因为只有它们才可以将模拟信号转换为数字信号,应用到各种各样的数字产品中。从这个角度来说,数字产品是数据转换器市场增长的一大推手。除此之外,随着系统解决方案变得越来越小,需要集成更多通道接口的数据转换器,这些高度集成的产品需要更小的封装,而更低的功耗发散则有助于进一步减小系统尺寸。他指出,美信即将推出一款业界最小封装的16位DAC产品MAX5134,可通过引脚设置上电默认状态为零或中间值。

  提供更宽带宽,更高集成度

  与去年相比,业界对数据转换器的性能要求并没有太大的变化,采样速率、精度、温度漂移、噪声、线性度、功耗以及产品尺寸等性能参数仍然缺一不可。而WiMAX、高清电视以及3G/4G手持设备市场的发展,使得业界一如既往的致力于提供具有更宽带宽,更大动态范围的产品。

  NS推出的两款170MSPS的12位及155MSPS的14位ADC都可以提供高达1.1GHz的满功率带宽,并且支持双倍数据传输率,低电压差分信号传输(LVDS)输出及CMOS输出功能。在高中频采样接收器的应用中,即使输入频率超过250MHz,这三款ADC的高带宽依然可以保持良好的无杂散信号动态范围(SFDR)及信噪比(SNR)。因此,系统设计工程师可以在用第一个中频转换级将模拟信号转为数字信号,进而去掉一个下向变频级,减少了元器件数目及系统功耗。NS表示,这三款芯片非常适用于要求严格的WiMAX及3G无线通信应用。并且,与该公司的高速运算放大器及高集成度时钟调整器搭配一起使用,例如与单芯片的LMK03000搭配,可以为信号路径提供一个全方位的解决方案。

  ADI则在其TxDAC系列DAC AD974x和AD978x系列产品中集成了一种新的混频器功能,能够为设计工程师提供一个超过奈奎斯特频率的有用输出。“正常模式”中,第一奈奎斯特区中的信号最强。“混频器模式”中,DAC通过放大第二奈奎斯特区和第三奈奎斯特区的信号功率直接产生RF信号。通过这种集成可以省去一个混频级,减少了直接RF应用中的元件数量,简化了设计复杂程度。此外,AD974x和AD978x系列产品还集成了两个辅助DAC,可以在不增加外部元件的情况下补偿TxDAC器件或者混频器的偏移误差。ADI表示,这两个系列的产品可以提供一流的W-CDMA邻道泄漏比(ACLR)性能,适合多种宽带通信应用,如GSM、3G、WiMAX以及点对点宽带通信标准应用。并且,该系列产品还可以用于各种仪器设备,如RF信号发生器、自动测试装置和超声诊断系统。

  相对于工业及无线通信等应用对数据转换器带宽、采样率以及精度等性能指标的重视,用于便携式音频系统的数据转换器则更多的关注的是音频特性、封装类型、音频输出选项(如耳机和麦克风驱动器、数字音频接口数量、信号链路调理和混频能力)等参数。当然,高集成度以及低功耗特性对于音频应用来说也同样重要。

John Crawford:数模转换器中FIR滤波器产生的不自然振铃和延迟将影响音乐品质。

  欧胜微电子(Wolfson)技术营销John Crawford表示,用于便携式应用的音频数据转换器正在向更高的集成度发展。他举例说道,欧胜去年发布的AudioPlus Plus Smart Power WM8350就在一个紧凑的BGA封装中集成了完整的多媒体编/解码器(其中包括立体声ADC/DAC,麦克风放大器,音频混频器、耳机以及线性驱动器)以及一整套电源管理系统。该器件具有DC/DC转换器等电源管理功能,可以为多媒体处理器、存储子系统和LED背光供电。并且该器件具有的LDO稳压器,可以为包括音频编/解码器(CODEC)、智能锂离子电池充电器及系统管理实时时钟等供电。Crawford指出,与目前通常需要两个或更多额外元件的独立CODEC和电源管理芯片方案相比,WM8350可以节省25%的元器件材料清单成本和50%的占板面积。此外,WM8350还通过减少音频回放系统功耗,延长了电池使用寿命。

  除此之外,对于音频应用,终端产品的音频质量以及用户体验也尤为重要。自从大约30年前CD播放器问世以来,人们就一直在抱怨数字音乐不够真实,无法带来美好的听觉感受。究其原因,一个关键因素就是数据转换器内置的数字滤波器。由于数模转换器中FIR滤波器的存在,会产生不自然的振铃和延迟。在重现原始信号时,产生一定数量的误差,并损害原始信号。这将直接影响人们对音乐品质的感受。这也是数字回放一直存在的典型问题。传统的滤波器封装主要关注的是频率响应控制,但却忽略了问题的关键所在。Wolfson在其旗舰产品AudioPlus PureSound DAC WM8741中,开发了具有专利技术的数字滤波器,可以根据特定的要求裁减音频响应,使数字音乐更加真实和自然。Crawford表示,WM8741的优势在于使用先进数字滤波器来裁减音频信号,并可以使之呈现完美的“模拟感觉”。

  音频数据转换器市场表现抢眼

  IMS数据资料显示,音频数据转换器市场2007年的出货量达到了9.03亿片,比2006年的7.69亿片增长了17%。其中,编/解码器产品是增长最快的领域,2006~2007年度增长了20%。预计,2008年的增长速度可达16%。Crawford指出,推动音频数据转换器市场迅速增长的一个主要因素是各种游戏设备的推出,如微软推出的Xbox、索尼的PSP和PS以及任天堂的Wii和DS等。但该增长会随着游戏设备市场销售的减缓而放慢,因此这类应用的增长只会对市场产生短期影响。相反,手机市场虽然涨幅不是最大,但一直保持着较为稳定的增长速度。虽然在2007年第四季度,国内市场由于功率放大器短缺造成手机市场增长放慢,但这一问题有望在2008年第一季度得到解决。尽管手机已经流行了很多年,但由于3G手机的出现以及巴西、俄罗斯、印度等新兴市场销售情况良好,加之国内手机市场巨大的潜力,手机市场仍然将快速增长。此外,个人导航设备(PND)、机顶盒以及高清电视市场都将维持稳定的增长幅度。

  Crawford同时指出,目前市场对于高保真复原音频设备的需求越来越大,因此,高性能家庭影院等音响设备市场的增长也不容忽视。“业界对于音频市场有一个共识,那就是必须采取措施来解决数字音乐系统内在的振铃和滤波延迟问题,否则音乐品质将大打折扣”,他说道,“除此之外,音频数据转换器市场还出现了以下三个趋势:1.由于对编/解码器产品的应用逐渐上升,单独使用ADC或DAC的场合将趋于减少;2.立体声数据转换器将随着便携式媒体播放器和手机出货量的增加而广泛使用;3.PC、家用消费类电子以及汽车电子应用中将更多的转向多通道数据转换器,以满足环绕立体声需求。

  医疗电子市场是下一个金矿

  市场分析机构Frost & Sullivan的分析指出,全球用于医疗成像设备的数据转换器和放大器在2006年市场份额达到了3.16亿美元,预计2011年这一数字将达5.82亿。分析认为,在目前的医疗成像设备中,成指数集增长的通道数无疑扩大了数据转换器的使用数量。例如,在CT(计算机断面成像)和超声波成像系统中,通道数已经增至原来的2倍甚至4倍。随着通道数的迅速增加,一方面可以获取更高质量的图像,另一方面也促进了数据转换器的应用。此外,便携式影像设备以及新兴前沿技术,如3T MRI(3T磁共振成像系统)等都促进了该市场的增长。毫无疑问,拥有丰富产品线,并且产品具有更多的通道数以及低功耗特性厂商将在这一市场获胜。医疗电子市场也成为继音频数据市场之后另一个具有无穷潜力的增长焦点。

  Moghimi表示,与其他数据转换器供应商专注一个领域,如高速、低功耗或者音频应用等不同,ADI一直致力于提供有竞争力的解决方案覆盖整个市场。因此,医疗电子市场也是ADI一个重要的目标市场。ADI推出的基于其PulSAR技术的16位ADC AD7980,可以将每次转换的功耗降低为同类产品的1/5,可以提供良好的交流和直流性能,从而改进了病人监护仪和工业监视仪的便携性并且提高了自动测试设备(ATE)和数据采集系统的性能和吞吐率。

  此外,ADI还有八通道ADC产品10bit AD9212和12bit AD9222用于便携式医疗仪器以及超声诊断设备。据悉,这两款产品每通道功耗比同类产品低100mW。在包含512通道之多的超声诊断系统应用中,AD9212和AD9222的功耗比同类产品节省5~6W。这两款产品都支持高达50MSPS的采样速率并提供串行低压差分信号(LVDS)数据输出。

  Moghimi还透露,除了在医疗电子领域不断推出新产品,ADI正在开发RF信号直接采样/发生转换器。这种取消了上混频/下混频级的新架构使得成本进一步降低。此外,ADI还在努力通过自校准和抖动方法来提高转换器的动态性能。“我们一贯关注新的工艺节点,实现更高的集成度或者更低的功耗所带来的机遇。”他说道。

  TI也推出了低功耗、小尺寸的10~12位8通道模数转换器ADS5281系列。据介绍,ADS5281、ADS5282及ADS5287系列具有业界领先的最低功耗,比同类产品降低了30%。ADS5281系列可与TI新型8通道可变增益放大器VCA8500相连,可以实现完整的医学信号链解决方案,并且具有更出色的降噪性能,以及较低的功耗。在采样率为50MSPS的条件下,每通道功耗还不足130mW。TI表示,随着医疗影像系统日趋便携和小型化,制造商在设计这些日益复杂的系统时面临的挑战也越来越多,功耗、噪声、分辨率以及采样率等都将是关注的性能指标。

关键字:接口  通道  功耗  封装  DAC  引脚  速率

编辑:汤宏琳 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/news/analog/200805/article_21162.html
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