数据转换器：模拟与数字世界的桥梁

　　分立vs集成在芯片内部

　　同时，我们也应该看到，很多ADC，甚至是DAC的功能模块已经被集成在微控制器/处理器/SoC内部，而且其标称的分辨率已有高达16位。即便如此，分立的ADC和DAC同样具有不可替代的地位。TI模拟器件事业部业务拓展工程师王胜分析主要原因如下。

　　(1)分立的ADC通常具有较高的精度，如16位及以上的应用场合。

　　(2)对于高速应用，如通信基础设施、医疗及测试计量设备等，很难找到处理器集成的ADC能够胜任。

　　(3)即使是同样标称性能，分立ADC获得较好设计性能概率大很多。

　　(4)作为模拟器件的ADC，相对容易现实模拟链路的功能集成，如，用于信号调理的PGA，输入缓存(buer)，电压基准，以及其他辅助功能的模拟附件，如温度传感器，某些针对特定应用的硬件电路等。但对于以数字为核心的处理器器件，就可能存在与模拟电路的匹配设计问题。

　　(5)集成在微控制器/处理器/SoC内部的ADC方案，客户的灵活选择空间将大大降低。

　　(6)集成有高性能的模拟外设(包括高性能ADC)的微控制器/处理器，其成本可能相对较高。

　　(7)PCB的布局和设计方便，如果ADC被集成在处理器内部，很难实现系统级的模拟-数字分离设计。

　　部分ADC/DAC厂商及产品特点

　　ADI的数据转换器产品线应用广泛，聂海霞介绍道，在智能仪表和智能电网方面，去年底该公司推出了四款能量计量集成电路(IC)，这种方案能够提升应用于工商业和民用智能电表的精度和准确度。新产品是高精度的能量计量IC，可应用于包括三线和四线服务器的聚相装置。这种IC的特点是能够在超过1000 :1的动态范围内进行动态及无功电能测量，精确度达0.1%，可谓业界首创。

　　在医疗电子领域，ADI推出了业界最为精准的单片数模转换器(DAC)AD5791，提供该公司前所未有的精确度，使得放射科医生可以在疾病初期得到超清晰的磁共振成像图来帮助探测疾病。ADI近期推出的其他医疗新品包括ADAS1128 24位电流数字转换器、ADuM4160单芯片通用串行总线隔离器及AD927x系列八通道超声诊断系统接收机。2010年7月，ADI向中国市场推出了AD5755数模转换器，配有动态电源管理，多通道，16位数模转换器驱动能力;节约能源，并在工业应用中的I/O系统控制过程中十分可靠。ADI的高度整合数据转换器AD5755是一套完整的多通道控制集成电路，整合了4个带有可调控电压或4~20mA输出驱动的16位数模转换器，以及动态电源管理。

　　TI模拟器件事业部业务拓展工程师王胜介绍，TI在ADC和DAC等数据转换器产品中可以为客户提供非常广泛的产品系列，包括信号链产品和音视频应用中的DAC及ADC产品。通常Σ-Δ型ADC被应用于高精度低速率的场合，不过TI利用自身掌握的核心技术，可使Σ-Δ型ADC到达24bit的分辨率、4Msps的数据速率，这一性能对于Σ-Δ型ADC来说不多见，至少从某种层面可以说明TI的Σ-Δ型ADC技术具有独特优势。

　　另外，为了满足某些具有共性需求的特定应用，TI给客户提供了“定制化”的选择：⒈针对工业自动化及仪表应用中的对微弱小信号的采集需求，尤其是广泛应用的温度测量应用，并考虑到类似设计中客户面临的高性能、低功耗、高集成度/有限的PCB面积、低成本以及设计简化的需求，TI推出了Σ-Δ型ADC，ADS1248/7/6和ADS1148/7/6系列产品，覆盖24bit/16bit以及不同的集成度版本。⒉在工业过程控制、运动控制、电力自动化以及工业型号采集场合，逐次逼近(SAR)型ADC，由于其自身架构决定的无延时特性，以及可以实现更多的采样速度和分辨率的折中选择，得到了更广阔的应用。TI可以提供分辨率从8bit到18bit，速度从每秒数千次采样率到每秒数百万次采样率的更加宽泛的SAR ADC产品系列。⒊TI在高速ADC(主要以Pipeline型ADC)产品中也加强投入和创新，尤其在通信和视频应用领域。

　　凌力尔特产品市场经理Alison Steer介绍，在高性能、高速 ADC 领域，凌力尔特产品具有极低的功耗。通过整合设计专长和创新性封装技术，凌力尔特利用这个系列的产品开发出了高性能信号链路微型模块 (uModule) 接收器子系统，这些子系统可以不受任何限制地交付到中国市场。这些器件已经从最近中国电信市场的增长以及中国一些主流公司的测试和仪表产品的增长中获益。在工业应用的高精确度 ADC 和 DAC 领域，凌力尔特也是拥有显著优势的领导者，最近率先推出了真正的 18 位数模转换器，该转换器在整个工业温度范围内实现了有保证的±1LSB (低于 4ppm!) INL 和 DNL 性能。凌力尔特公司十分专注于设计高线性度数据转换器，同时充分考虑灵活性、尺寸和功耗。公司开发了多个引脚和软件兼容的产品系列，因此用户可以选择数字接口、内部基准、通道数和具中标度或零标度复位的 DAC 输出或高阻抗 (LTC2635)。高精确度、电流输出 DAC 系列还为设计师提供了在从 12 位开始直到 18 位精确度的分辨率中所需的、有保证的性能。

　　Maxim ADC产品线的业务经理Alex Dean介绍，Maxim ADC主要面向工业、通信、医疗和消费市场，大多数18位以及更高分辨率的ADC采用Σ-Δ设计架构，Maxim推出的低速24位、单通道ADC具有业内领先的单位功耗有效位(ENOB)指标，可理想用于手持式仪表和传感器市场，近期将推出多通道、速度更高的ADC，以扩充24位ADC产品线。MAX11200系列Σ-Δ超低功耗(工作电流<300μA) ADC具有业内较高的单位功耗分辨率，较宽的动态范围非常适合4~20mA工业控制环路。在规定的转换速率下，内部数字滤波器提供高于100dB的50Hz或60Hz交流电噪声抑制，是工业和医疗设备的理想选择。MAX11102系列低功耗ADC最大功耗仅为9.9mW，可有效延长便携式电子产品的电池使用寿命，它能够工作在低至2.2V电压的器件。该系列ADC可理想用于便携式/电池供电的电子产品、汽车电子设计、太阳能供电系统以及系统监测。