数字化设备中模拟技术是与数字技术相得益彰

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1、前言

数字化电子设备快速而准确地从我们的周围环境收集图象、语音和音频数据，并在数字领域内管理和控制这些数据的能力能引发任何时间与任何地点的通信，从而提高了计算性能。数字化电子设备还产生了更可靠和更便宜的医用电子设备，它为多样性消费类设备带来了激动人心的、交互式的多媒体内容。总体来说，上述这些进步已经将我们生活的世界置于数字化的控制和管理之中。

2、数字化电子设备中的模拟技术举足轻重

数字化电子设备中数字技术所信赖的优势只有当它和模拟技术的能力一样好时才能体现出来，其模拟技术能够正确地将由“1”和“0”表示的数字信号还原为人能够听到、看到、感觉或感知到的模拟信号。如果没有重大而且同步的模拟技术创新，那么数字革命的效果可能黯然失色。我们用数字方式捕获的信息越多，我们必须转换和还原的数据就越多-不论是实时的语音传输、音频信号还是视频图象。当今，如蜂窝手机不断减小外形尺寸并且不断增加功能设置，高端汽车音响系统的声音质量以及广播数字电视的高清晰度(HD)图象不仅是智能电路设计、先进制造工艺和高性能数字处理技术的产物，也是模拟设计不断进行创新的产物。例如，高速数字信号处理器(DSP)能使数字音频接收机通过增加多个音频通道来提高其性能。但是，每个新的通道都需要一个独立的功率放大器以便按照人耳容易分辨和舒适的方式驱动输出信号，见图1所示，为此作如下说明。

2.1 图1所示就是全数字音频组件以及数字+模拟音频的解决方案。

图1为其组成框图

为满足当今数字音频器件市场设计的需求，采用图1全数字音频组件以及数字十模拟音频的解决方案。可编程组件性能上的优越性和设计上的适用性，使得设计者可以以更具竞争力的价格去建构一个拥有更多功能、更逼真音效体验的音频系统。其模拟+数字信号处理(DSP)解决方案能是业界领先的数字信号处理(DSPs)、高性能的模拟器件到逻辑、扩展的应用软件组合，都将为从最复杂的到最简单的音频设计给出最可信赖的、精确的、高效能的解决方案。

数字电子设备的迅速增长实际上更加推动了对模拟IC的需求。在许多情况下，新的数字产品需要高集成度和高性能模拟IC达到新的水平，以便能够转换(见图2高性能24位，双/四通道立体声音频模数转换器)、调理和稳定信号以及控制和给链路供电，从而决定当今的高级系统功能。

2.2 高性能24位，双/四通道立体声音频模数转换器(ADC)PCM4202、PCM4204的主要特征。

图2为PCM4202、PCM4204的组成框图

PCM4204是专为专业音频应用而设计的高性能、四通道ADC。它支持采样频率高达216kHz的24位线性脉冲编码调制(PCM)输出数据。它也可通过配置而为两个通道输出经过64倍或128倍过采样的单比特直接流数字(DSD)数据。PCM4204同时也是DVD音频和超级音频CD(SACD)录音应用的理想选择。

应用：可在专业演播室设备与DVD音频和超级音频CD(SACD)上使用。

实际上，由于模拟技术创新使消费类终端获得了数字产品中的许多功能。值此，从应用趋势的举例作说明。

3、从应用趋势的举例观察模拟技术推动了和决定了数字化技术的前景

3.1 数据转换器技术的进步促使数码相机(DSC)性能提高有了突破

虽然DSP和微控制器(MCU)处理技术的进步已经以数字方式为快速地处理图象提供了所需的带宽，但是那些图象的质量依赖数码照相机模拟前端(AFE见图3的DSC方框图)中的高性能数据转换器(ADC)的能力来降低噪声并且增大动态范围。数据转换技术的进步还使得AFE解决了其它常见的性能问题.例如，降低功耗以延长电池的工作寿命，提高模数转换采样速率以提高照相机快门的速度，还有提高图象传感器的感光灵敏度以降低高分辨率照相机对闪光的要求。

图3为数码照相机方框图。从图3中可看出照相机模拟前端(AFE)和高速ADC将使DSC性能提高产生突破。

另外，模拟技术创新不仅仅提高了数码照相机的性能，它还有助于生产出多种新的数码照相机设计。例如，模拟技术和基于微电子机械系统(MEMS)的传感器相结合，为了避免拍出模糊的照片，通过增加陀螺仪和数据转换技术用于补偿照相机的“颤动”。

3.2 数字音频处理中的音频编解码器是DSP的性能充分发挥的关键

无论是处理家庭影院应用中的杜比5.1通道环绕立体声，还是高端汽车系统中的12通道音频，当今的音频信号链日益数字化。但是，实际上，信号链仅仅是名义上“全数字”而已，因为大量的多通道音频对模拟技术提出了新的性能要求。例如，多通道数字音频结构中存在固有的数字信号处理难题，需要设计工程师采用多个高性能模拟功率放大器来驱动扬声器(从图4中可看出)和能够转换模拟音频信号的音频编解码器，才能够不牺牲，或者说“放弃”DSP的性能。

3.21 杜比5.1通道环绕立体声家庭影院AV接收机。

图4为AV接收机方框图

该AV终端设备能够利用DVD音频和SACD高质量音频格式格式并不仅提供了最高的性能，还为客户提供了最经济的解决方案。。Aureus音频DSP提供了对种种音频解码格式的处理能力;Burr-Brown音频数据转换产品以其全方位的性能，同时支持最高端及最廉价的系统。从图4看出，它采用多个高性能模拟功率放大器-立体声数字功率调节放大控制器TAS5182(为具有更高性能的模拟功放)来驱动扬声器及能够转换模拟音频信号的音频编解码器PCM1850. 故该家庭影院AV接收机具有贯穿整个音频信号通路的优良模拟特性的高速传输率。