創新應用高性能數據轉換器扮演關

作者:外围买球app有哪些   |   时间:2019-12-30 19:19   |   浏览:87   


數據轉換器技術是模擬信號和數字信號之間的重要橋梁,外围买球app有哪些低電壓、大電流、高效率、小尺寸、低成本是AD/DA轉換器發展的趨勢。同時,AD/DA轉換器的效率和密度也在不斷增加。除此之外,通信與網絡設備的集成化趨勢需要AD/DA轉換器集成更多的功能,同時具有更寬的輸出電壓或多路輸出。近年來轉換器產品以達到數千種,ADC和DAC的市場成穩步增長的發展趨勢,它們在現代軍用和民用電子系統中均顯示出其重要性。國內外研究現狀ADC/DAC技術領域,美國專利的發展要比中國專利的起步早30年。中國專利從1985年才開始有專利申請,最初的十多年間也是外國企業在中國申請的專利居多,從2004年開始,中國專利申請才走上迅速發展的道路。而美國從1955年就已經開始有專利申請,1977年開始有了迅速的發展。

從圖1中可以看出,ADC/DAC技術IPC大組主要集中在H03M1(模/數轉換;數/模轉換)、H03M3(模擬值轉換到差分調制或相反轉換)領域,占前兩位分別有1370件、90件,各占ADC/DAC技術所有專利總量的83%、5%。其中對H03M1大組進一步分析技術點構成,絕大多數分布在H03M1/12(模/數轉換器)、H03M1/66(數/模轉換器)和H03M1/10(校正或測試)方面,分別有347件、272件和208件,各占H03M1專利數量的29%、23%和18%。

從圖2中可以看出,美國專利中,ADC/DAC技術IPC大組主要集中在H03M1(模/數轉換;數/模轉換)、H03M3(模擬值轉換到差分調制或相反轉換)領域,占前兩位分別有4684件、537件,各占ADC/DAC技術所有專利總量的79%、9%。其中對H03M1大組進一步分析技術點構成,絕大多數分布在H03M1/12(模/數轉換器)、H03M1/66(數/模轉換器)和H03M1/00(模/數轉換、數/模轉換)方面,分別有999件、874件和581件,各占H03M1專利數量的23%、20%和13%。

表2為ADC/DAC技術專利申請人前十位排名,表上可見,前十排名中美國本土企業占據4家,分別為ANALOGDEVICESINC、TEXASINSTRUMENTSINC(US)、FREESCALESEMICONDUCTORINC(已經和Motorola公司合并)、BROADCOMCORP(US)。分列第一,第二,第三和第八位。日本公司5家,分別為SONYCOR,MITSUBISHIELECTRICCORP,NIPPONELECTRICCO,PANASONICCOR,TOSHIBAK。分列第四,第五,第六,第七,和第十位。另外還有一家荷蘭公司PHILIPSCORP列為第九位。表明美國ADC/DAC技術領域在美國保持領先的地位,前三名都是本土公司。日本的跨國公司在美國進行了大量的專利布局,荷蘭的跨國公司在美國也進行了一定的專利布局。挑戰與機遇并存占據全球數據轉換器市場近半壁江山的ADI預計,隨著數字的發展,數據轉換器將擁有非常廣闊的市場前景,其市場規模將逐漸擴大。ADI華中地區銷售經理張靖尤其看好汽車電子和醫療電子,認為上述兩個市場是未來增長潛力較強的市場。就汽車電子而言,隨著更高安全性、更豐富的駕駛體驗等需求也將刺激半導體行業的發展,而醫療電子面臨著更高準確性和便攜性的挑戰,這些都為行業的發展帶來了機會,在未來5-10年內將是半導體市場相當耀眼的部分。盤踞數據轉換器市場的另一家老牌半導體公司TI則瞄準了無線通信基礎設施。特別是在高速設備市場,我們預計無線基礎設施還將實現持續增長。TI模擬產品亞太市場業務拓展經理程偉健說。世界各地無線應用增長持續攀升,全球運營商正在加緊網絡升級的步伐,以應對越來越多的數據通信傳輸。從媒體網關到基站充斥著大數據量吞吐的需求,為了滿足對移動數據日益增多的需求,無線營運商,特別是亞洲、歐洲和北美的無線營運商將繼續對設備升級進行投資,以支持更大數據流量、更高網速。程偉健解讀3G和4G網絡設計基站設備升級擴容的背后,意味著通信設備需要速度更快、通道數更多的數據轉換器來支持更高的帶寬。專注高性能混合信號(HPMS)領域的NXP也看好醫療電子和通信領域數據轉換器的市場機會。凌力爾特則青睞通信領域,該公司混合信號產品部產品市場經理AlisonSteer預計,隨著4G通信系統的部署,基站應用(尤其在中國)將出現大幅增長。數據轉換器市場增速高于半導體市場的增幅,吸引了相當多的廠商奮力角逐。而走訪各家關注領域的結果顯示,數據轉換器的熱點相對集中在傳統的量大市場通信領域和新興的高利潤市場醫療電子。相信在上述領域將圍繞數據轉換器展開激烈的大搏殺。眾花齊放,百家爭鳴近年來數據轉換器設計一直把重點放在減少功耗,同時提高采樣率及分辨率性能上。這兩者是滿足新型的便攜式電池供電設備十分重要的屬性要求。這種便攜式電池供電設備已經應用于通信、計算機、工業和醫療電子行業方面,并逐漸成為全世界特別是新興行業的寵兒。無獨有偶,擅長低功耗的TI也將功耗鎖定為數據轉換的關鍵詞。無論是推動節能降耗的工業設計,還是在開創了全新便攜式、電池供電新天地的醫療應用領域,效率都是整個行業的關鍵主題,而這一趨勢將一如既往地左右設計考慮因素。在程偉健看來,功耗是傳統及新興轉換器市場的共性需求,無論是傳統的通信基礎設計,還是風能、太陽能和電力線通信等新市場,都將把重點放在如何以更低功耗和總體運營成本來提高數據速率上。772所成為全球第二家開發出采樣速率3GHz的A/D轉換器,打破了國外對我國的壟斷;14位2.5GHz采樣速率的高度D/A轉換器在國內也處于領先水平。中電24所成功研制出雙通道超高速、低功耗8位1.5GHZ的A/D轉換器,以及可提供高達1200MHz的采樣率的高性能高頻D/A轉換器。TI擁有廣泛的數據轉換器產品系列,以高性能的12位到18位SARADC、16位到24位delta-sigmaADC、10位到16位流水線ADC以及8位到20位DAC為特色,其中ADS54J40雙通道14位1.0GSPS數模轉換器和ADS54J60雙通道16位1.0GSPS模數轉換器較為領先。ADI也推出各個系列的數據轉換器,具有代表性的為14位1.25GSPSJESD204B雙通道模數轉換器和四通道、16位2.4GSPS數模轉換器。在可以預見的未來,隨著主流工藝的不斷升級、落后工藝的淘汰,低速產品每隔幾年就會有一些產品被廢型,同時,也會推出采用新工藝的相應替代產品,但其性能不會有很大提升。對于高速數據轉換器產品來說,目前產品的性能相對于實際的應用需求還有很大的提升空間,轉換器的發展方向主要集中在這類產品上。筆者認為,數據轉換器未來的發展趨勢主要有兩個。第一個趨勢是向超高速方向發展,下一代光通信對數據轉換器轉換速率的基本要求為28-56GSps,精度要求5~8位,速度要求遠遠超過目前產品所能達到的指標,目前,能達到這個轉換速率的產品都是采用Ⅲ-V族工藝(GaAs,InP)實現的。隨著模擬電路的主流工藝從0.18µm向更小特征尺寸發展,采用模擬主流工藝實現上述指標應該是數據轉換器發展的一個趨勢。第二個趨勢是朝高集成度方向發展,隨著無線通信系統的小型化和低功耗的要求不斷提高,通信系統中,越來越多的單元模塊都需要在一個單片上實現。近幾年推出的集成數據轉換器的模擬前端產品內部集成了放大器、濾波器、接收端ADC、發送端DAC以及其他一些輔助功能,為通信設備、無線寬帶網絡、家庭網絡、調制解調器、機頂盒等提供了小型化的集成解決方案。隨著未來通信系統的不斷升級,相應的單片系統產品的需求會進一步增加,數據轉換器產品集成的功能也將越來越復雜。模擬和數字轉換的學問牽涉到系統的方方面面,從信號帶寬、速度、功耗、直流精度、交流線性度到動態范圍,再考慮到不同應用對指標要求不一,轉換器面臨的挑戰是多維的。在不同的應用場合,需要權衡實際需求而在多種指標間有所取舍。在提高精度、采樣率、帶寬的主韻律下,各家廠商各展所長,數據轉換器市場必將呈現出百家爭鳴的趨勢。



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