模拟巨头加速产品推陈出新,各领风骚

上网时间: 2008年09月01日? 作者:任卉? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:

就在山寨机,山寨平板电视以至山寨数码相机等掀起了业界一阵热议之际,模拟器件市场依然保持着其一贯低调平稳的风格。虽然很少成为瞩目的焦点,但模拟器件在半导体领域扮演的角色却重之又重。不仅如此,模拟厂商们还通过各种方式来加强在模拟市场的领导地位。TI不久前就收购了美国IDS公司,期望获得IDS在模拟芯片与集成解决方案开发方面的专业技能。这家总部位于佛罗里达州的墨尔本的芯片厂商,此前一直是TI的供应商,主要提供面向测试测量、通信以及医疗的集成高速模拟产品。除此之外,模拟市场的巨头们依然以他们贯有的高频率不断推陈出新。

TI:具DRC编程功能的D类放大器

在消费类电子产品中获得大量应用的D类放大器以其高效、小体积等种种优势在各种放大器中脱颖而出,成为消费类电子产品首选。然而,随着便携式产品的不断发展,要求放大器提供更高的功率,但放大器受限于扬声器和电源电压,导致功率越大,信号失真也越大,因此声音品质大打折扣。这些问题对放大器产品的设计提出了诸多挑战,如何在整个电池使用寿命内提供高输出音量,限制最高功耗,利用增益来放大/衰减输入信号。以及在保持信噪比的同时,自动优化声音响度成为业界厂商关注的焦点。而传统的便携式设备D类放大器主要依靠稳定的电池电压提供高输出功率,由于电池放电,最大输出功率会降低,导致音量降低与失真度增加等问题。

对于上述难题,业界厂商显然已经找到了合适的解决方法——通过在芯片内集成升压电路,在电池电压变化的同时就可以保持足够大的声音信号输出。TI此前推出的两款产品TPA2014D1、TPA2013D1,就是集成了升压转换器。在锂离子电池的不同电量范围内保持较高的恒定输出功率,这样即使在电池放电时也可以保证高音清晰明亮。而另一种方式则是通过动态范围压缩方法。采用这种方法最主要的作用是在输出大功率,如100W,1000W时,会超出扬声器的承受范围,通过动态范围压缩可以人为的控制输出功率,达到保护扬声器的目的。

尽管现有的解决方案已经可以满足声音信号的传输,但在越来越重视便携式产品消费体验的今天,这些还远远不够。“动态范围压缩功能的方法早在二十年前就已经为业界所熟知。早期这种方法只是为了在输出功率过大时,保护扬声器不受损坏,现在我们更注重改善便携式产品的消费体验。不仅需要有动态范围压缩的D类放大器,还要能实现动态可编程”,TI中国区高性能模拟产品业务开发经理张洪为表示。在某些场景下,如用手机听音乐、开电话会议等不同场合,对动态压缩特性要求完全不同。而不同的音源,扬声器的灵敏度也需要不同的系统增益。如果没有可编程功能,动态范围设计无法达到理想的效果,对大的声音进行较小的放大,对小的声音进行大幅的放大。这样在没有提高峰值功率的前提下,也可以大大提高人耳所能感觉到的平均响度。

模拟巨头加速产品推陈出新,各领风骚_ESMCOL_1

TI的TPA2016D2D就引入了可编程DRC功能,“这也是业界首款具备该功能的D类放大器”,张洪为表示。通过可编程DRC,可以对动态范围压缩的多个参数进行优化。而在以往,固定的参数往往无法满足各种不同的应用需求。以手机为例,在听音乐,开电话会议等不同的应用场景,对动态范围压缩特性的要求并不相同,并且,不同的音源,不同扬声器的灵敏度需要系统有不同的增益。“如果没有可编程功能,动态范围设计无法达到理想的效果”,张洪为强调,通过数字I2C控制编程,可以灵活的确定系统音频参数,使其达到最优。“六个参数非常重要,固定增益,限幅器电平,压缩比,噪声门阈值,最大和最小增益,起音、释放和保持时间”。

DATABEANS的数据资料显示,2008年全球放大器市场份额超出了25亿美元,而该市场还将以每年8%的速度增长,预计到2015年,市场将达40亿美元。面对这一庞大的市场,TI显然并不满足于在D类放大器产品领域推陈出新,仪表放大器同样受到重视。

与D类放大器注重声音质量不同,仪表放大器对于精度、功耗、低供电电压等特性要求更为严格。TI高性能模拟产品业务拓展经理宋浩然指出,传统的斩波运算放大器由4个放大器构成,改变了温漂特性。其内部集成的模拟开关,可以在放大器输入端针对不同的时间进行切换,这样消除了正输入和负输入端的不匹配性,从而降低温漂大小。放大器整体性能得到整体提升。

传统斩波放大器在一定程度上提高的了仪表放大器的性能,一度在市场上获得大量应用。但其自身的缺点也限制了它的发展,传统斩波放大器会产生奇次谐波干扰,严重影响着放大器的其他性能指标。如何消除奇次谐波的影响?在斩波放大器基础之上,TI开发了开关陷波滤波器技术,用以滤除没用的谐波。TI全新的仪表放大器解决方案INA333,将斩波放大器电路中的模拟开关替换为开关电容。开关电容实际上是一个陷波滤波器,该电路产生的频率恰好与干扰波形频率相同,可以抑制谐波干扰。在保证了温漂变小的同时,改善了放大器性能。基于该技术,TI还推出了运算放大器OPA333,电流分流监控器INA210等产品。新推出的INA333则采用了三运放的架构,在大幅简化了设计的同时还缩小了板空间。

相比TI在放大器市场叱咤风云不同,模拟厂商另一个巨头ADI,则将目光更多的放在了数据转换器市场。

ADI:数据转换器拔得头筹

在各种技术逐渐走向数字化的今天,提到系统性能,很多人的第一反应都是CPU的处理能力,但ADI大中国区资深业务经理周文胜给出了另一个观点。他指出,“提起数字化,很多人会想到CPU,但事实上,系统的瓶颈可能不仅仅只是在DSP,CPU技术的增长。最大的瓶颈在于模数转换。从某种意义上来看,模数转换器的技术指标决定了整体系统的性能。”

Databeans研究总监Susie Inouye也指出:“从超声成像到数字电视、移动电话及其它消费电子产品的广泛应用领域中,数据转换技术决定着用户体验的质量”。

这些无疑对数据转换器产品提出了更高的要求,不仅仅是完成信号的模数/数模转换,更需要提供高质量的信号传输。ADI最新的解决方案是一款采用了∑-⊿架构的24位ADC AD7190。这款芯片上集成了一个可编程增益放大器(PGA)。这种内部集成PGA的设计,使得该芯片在4.7 Hz数据速率、增益128时的噪声仅7nV rms,同时失调漂移低至5nV/℃。与传统架构相比,在同等数据速率条件下,转换微弱信号的能力可以提供高出两位的分辨率。AD7190还集成了振荡器、温度传感器、桥式待机开关等电路。而这种集成将信号链路的成本降低了25%。

集成了PGA的AD7190系列家族阵容还将扩充。周文胜透露,该系列产品将分为四大类。第一类是电容转换器,第二类是高模拟输入减压双极性转换器,第三类是低噪声高分辨率,第四类是低噪声低功耗产品。“AD7190是ADI新的∑-⊿ADC产品的首个成员。我们将其称之为多功能片上解决方案。无噪声分辨率则是该器件最大的优势”,周文胜表示。

与AD7190同时推出的还包括ADIPulSAR系列的一款16-bit逐次逼近型AD7626。该器件同样延续了高性能的特性。据介绍,AD7626具有10-MSPS采样率,比其它SAR ADC快2.5倍,而其还可提供的92 dB信噪比,较其他架构的ADC高8dB。AD7626瞄准了医疗电子应用市场。在大多数高性能工业与医疗设备中,最重要的需求是在高速处理信息的同时保持数据完整性。例如,在医学核磁共振成像(MRI)和数字X-射线系统中,需要ADC提供高速度和精度使得医疗程序可以更迅速有效地进行,缩短患者的MRI检查以及在X-射线辐射下暴露的时间。

“对于不需要10MSPS数据速率的应用,AD7626可以很容易实现多路复用。例如,某些医学成像设备可以在双通道配置中使用AD7626,其中每个通道的采样速率是5 MSPS,这使得系统设计人员可减少一半的转换器数量,从而降低材料清单成本,同时,其速度仍可比现有的解决方案提高25%”,周文胜表示。


[ 投票数:? ] 收藏 ??? 打印版 ??? 推荐给同仁 ??? 发送查询 ??? ?订阅杂志

评论
免费订阅资讯速递
信息速递-请选择您感兴趣的技术领域:
  • 安防监控
  • 便携设备
  • 消费电子
  • 通信与网络
  • 分销与服务
  • 制造与测试
  • 工业与医疗
  • 汽车电子
  • 计算机与OA
  • 电源管理
  • 无源器件与模组
  • 新能源
  • 供应链管理
论坛速递
?新浪微博推荐
Global Sources


编辑推荐
?大家正在说


打开微信“扫一扫”,打开网页后点击屏幕右上角分享按钮

1.扫描左侧二维码
2.点击右上角的分享按钮
3.选择分享给朋友
电子元器件数据手册下载
数据手册搜索

Datasheets China.com

《汽车电子特刊》

汽车电子系统在现代的汽车中占有的比重越来越高,对产品设计的工程师来说,产品的设计和验证面临着很多的挑战。本期《汽车电子特刊》将会向您呈现ADI技术对于汽车电子行业的应用等,还有IIC汽车电子论坛的精彩回顾哦!

扫一扫,关注最新资讯

esmc