數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器家族“人丁興旺”且“個(gè)性突出”，應(yīng)用者應(yīng)根據(jù)各自的需求選擇合適的產(chǎn)品。盡管在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，工業(yè)和通信應(yīng)用仍是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的主要市場(chǎng)，但隨著器件功耗的降低和尺寸的縮減，便攜式醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用正在蓬勃發(fā)展。

　　計(jì)算機(jī)的發(fā)明把人類帶入一個(gè)以二進(jìn)制為基礎(chǔ)的數(shù)字世界，隨著個(gè)人電腦的廣泛應(yīng)用及互聯(lián)網(wǎng)的迅猛擴(kuò)張，由“0”和“1”組成的數(shù)字信號(hào)似乎已經(jīng)成為我們生活中不可或缺的元素。但是，自然界的信息畢竟是以模擬信號(hào)的方式表現(xiàn)出來(lái)的，它們無(wú)法直接轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制的數(shù)字信號(hào)，因此，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器就成了連接模擬世界與數(shù)字世界的橋梁。

　　采樣率和分辨率左右器件性能

　　數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器包括模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)和數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)。來(lái)自模擬世界的電壓、電流、溫度、壓力等信號(hào)將通過(guò)ADC轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過(guò)MPU(微處理器)、DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)或FPGA(可編程邏輯門陣列)進(jìn)行信號(hào)處理后，再經(jīng)由DAC還原為模擬信號(hào)。

　　根據(jù)不同的技術(shù)架構(gòu)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器又可分為閃速(Flash)型、流水線(Pipeline)型、逐次逼近(SAR)型以及斜率積分(Sigma-delta)型，技術(shù)架構(gòu)的差異使得不同的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器在性能方面也各有千秋。

　　一般而言，衡量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器性能最重要的兩個(gè)指標(biāo)是器件的采樣率和分辨率。采樣率是器件在每秒鐘內(nèi)的取樣數(shù)量，是衡量器件速率的指標(biāo)；分辨率則是指轉(zhuǎn)換器能夠復(fù)制的位數(shù)精度，分辨率越高，則數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)果越精確。采樣率和分辨率往往會(huì)形成一對(duì)矛盾，分辨率的增加通常會(huì)導(dǎo)致器件速率的降低，反之亦然。因此，設(shè)計(jì)工程師需要根據(jù)系統(tǒng)的需求選擇合適的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。

　　德州儀器半導(dǎo)體技術(shù)(上海)有限公司模擬器件事業(yè)部業(yè)務(wù)拓展工程師王勝告訴《中國(guó)電子報(bào)》記者：“Flash數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器以高速率見(jiàn)長(zhǎng)，但由于受限于每個(gè)代碼都需要一個(gè)n位精度的比較器，其面積和成本必然隨著分辨率的提高而迅速增長(zhǎng)。”可見(jiàn)，除非是為了追求速率而可以容忍高功耗和高成本，否則Flash數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器就不是一個(gè)最好的選項(xiàng)。Pipeline架構(gòu)則是8位應(yīng)用領(lǐng)域中被普遍看好的解決方案，在中低端通信領(lǐng)域具有優(yōu)勢(shì)。而SAR是一種比較老式的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，特別適用于電流等突變型“瞬態(tài)”信號(hào)的收發(fā)。“Sigma-delta架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是把大部分轉(zhuǎn)換過(guò)程都移到數(shù)字領(lǐng)域，幾乎可視為一個(gè)全數(shù)字化的元器件，使得高效能模擬和數(shù)字處理結(jié)合更容易。”王勝補(bǔ)充道，“但它也有不足之處。當(dāng)一個(gè)Sigma-delta轉(zhuǎn)換器被多路重復(fù)使用時(shí)，必須將取樣器和濾波器內(nèi)的數(shù)據(jù)清空，以避免信道之間的信號(hào)互相干擾。這個(gè)清空再重新采集的過(guò)程將導(dǎo)致延遲現(xiàn)象。” 

　　醫(yī)療應(yīng)用市場(chǎng)看好

　　數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的市場(chǎng)容量也在快速增長(zhǎng)。最近兩年，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器市場(chǎng)增長(zhǎng)率都超過(guò)10%，遠(yuǎn)高于模擬器件市場(chǎng)的總體增長(zhǎng)水平。市場(chǎng)調(diào)研公司Gartner的數(shù)據(jù)顯示，2007年全球數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器銷售收入約為30億美元，到2010年這一數(shù)據(jù)將有可能接近40億美元。

　　從應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看，目前工業(yè)和通信領(lǐng)域占據(jù)主要市場(chǎng)份額，分別為35%和30%，消費(fèi)電子緊隨其后，占有19%的市場(chǎng)份額。

　　根據(jù)Databeans公司的預(yù)測(cè)，到2012年，通信領(lǐng)域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的市場(chǎng)占有率將達(dá)到38%，而工業(yè)領(lǐng)域則將退居第二，為29%。

　　隨著生活水平的不斷提高，人們對(duì)醫(yī)療保健也投入了更多的關(guān)注，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用也在快速增長(zhǎng)，超聲波、MRI(核磁共振)、血液氣體分析等診斷措施都有賴于高精度的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，借以提高診斷的準(zhǔn)確性。據(jù)德州儀器工程師介紹，目前全球醫(yī)療產(chǎn)品的年增長(zhǎng)率是11%，其中醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的年增長(zhǎng)率為12%，超聲波設(shè)備增長(zhǎng)速度更快，達(dá)到了15%。

　　當(dāng)然，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器市場(chǎng)前景也并非高枕無(wú)憂。隨著器件集成度日益提高，許多廠商更傾向于把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能集成到ASSP(專用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品)中，尤其是在對(duì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換分辨率要求不高的消費(fèi)電子領(lǐng)域，單純的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器所面臨的挑戰(zhàn)更大?；蛟S將來(lái)部分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器必須依靠與其他器件的“捆綁銷售”才能在市場(chǎng)中站穩(wěn)腳跟。

　　技術(shù)升級(jí)瞄準(zhǔn)低功耗、小尺寸

　　隨著便攜式的個(gè)人醫(yī)療產(chǎn)品的普及，除了繼續(xù)追求高采樣率、高分辨率之外，消費(fèi)者對(duì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換產(chǎn)品的功耗和體積也提出了更嚴(yán)格的要求。業(yè)內(nèi)廠商正試圖通過(guò)不同的技術(shù)手段滿足消費(fèi)者的這一需求。

　　2008年1月，德州儀器宣布推出ADS528×系列產(chǎn)品，據(jù)德州儀器業(yè)務(wù)拓展工程師馬凱介紹，該系列是全新10位和12位8通道ADC，目標(biāo)市場(chǎng)為醫(yī)療、工業(yè)成像、無(wú)線通信等領(lǐng)域。馬凱特別強(qiáng)調(diào)，該系列產(chǎn)品采用業(yè)界最小的封裝且具有市場(chǎng)領(lǐng)先的低功耗特性，其功耗比同類競(jìng)爭(zhēng)解決方案低30%，滿足了高密度醫(yī)學(xué)成像和無(wú)線通信系統(tǒng)的要求。

　　或許是不愿看到德州儀器一枝獨(dú)秀，同樣在今年1月，美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體宣布推出業(yè)界首款采用CTSD(連續(xù)時(shí)間Sigma-delta)技術(shù)的高速模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器——ADC12EU050。美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體亞太區(qū)放大器產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理龔銘潭表示：“這款8通道、12位、50MSPS的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器集成了能濾除混疊信號(hào)的低通、磚墻式濾波器，而且功耗比現(xiàn)有的Pipline數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器低30%。”至于目標(biāo)市場(chǎng)，與德州儀器的ADS5281類似，也將針對(duì)醫(yī)療設(shè)備和工業(yè)設(shè)備的成像系統(tǒng)。“美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體未來(lái)將推出的CTSD模/數(shù)轉(zhuǎn)換器還將應(yīng)用于通信設(shè)備和測(cè)試測(cè)量?jī)x表。”龔銘潭補(bǔ)充道。

　　通過(guò)國(guó)際主流廠商的表現(xiàn)，我們似乎已經(jīng)隱約嗅到了低功耗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器領(lǐng)域市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的硝煙味。