用户体验成风向标　高性能模拟技术尽显风流

提升用户体验，模拟IC百舸争流

如上所述，从宏观来看，模拟IC市场玩家众多，策略有异有同，整体市场增长前景也较乐观。而从微观来讲，不同供应商也争相推出各种更高性能的模拟IC产品，不遗余力地为数字消费设备增强用户体验作出贡献。

1)放大器。放大器主要包括通用、高速及高精度等三大类，其主要作用在于调节模拟信号，确保整个信号读取及处理过程不受周围的噪声或其它信号的干扰。其中，音频放大器有其独特作用，将来手机、光盘或MP3播放顺的微弱数据流调节，然后将信号加强，以便驱动扬声器及耳机，确保播出的声音清脆亮丽。

以目前炙手可热的D类音频放大器为例，ADI在2006年中推出了两款D类放大器，以满足便携电子设备低功耗、小尺寸以及不断增长的高保真音质的设计需求。SSM2301(单声道)和SSM2304(立体声)放大器在多种输出功率范围内工作效率高达85%。SSM2301接8Ω负载提供1.4W输出功率； SSM2304接4Ω负载提供2W输出功率。两种放大器都采用2.5V～5.5V单电源供电，具有20nA待机电流最大值微功耗待机模式，并且内置过热待 机和输出短路保护电路。该公司精密信号处理产品线总监Steve Sockolov表示，"虽然大多数D类放大器采用某种脉宽调制(PWM)变换，而ADI的D类放大器则采用Σ-Δ脉冲密度调制(PDM)，以减小高频频谱成分的幅度，从而将EMI的影响降到最低。"

而TI也相继推出了面向便携式应用的固定增益D类音频功率放大器TPA203xD1系列。该系列实现了实现了高达88%的效率，能够用5V电源配合4欧姆电阻驱动2.75W功率，A级加权噪声底限仅为27μVrms。该放大器采用小巧的1.5×1.5mm WCSP封装，印制电路板的占用面积仅为2.5毫米×1.7毫米。这些D类音频放大器在帮助实现更出色的音频体验的同时，同时还可节省板级空间，非常适合强调尺寸小巧的便携设备应用。

根据市场研究公司Forward Concepts于2006年发布的《音频芯片市场：多媒体基础》报告，TI以40%的市场份额在D类音频放大器市场位居首位。其它公司，如美信、Cirrus Logic、Zetex等也纷纷面向便携应用或台式电脑、笔记本电脑和液晶电视等应用推出了最新的D类放大器产品。据NXP公司标准IC业务部接口产品线总经理Dhwani Vyas介绍，该公司预计也将很快推出低功耗的D类放大器产品。而Atmel的Christian也透露，该公司计划在2007年面向便携式多媒体产品推出D类放大器。

实际上，除了面向这类消费应用推出最新放大器产品直接帮助提升用户体验，这些模拟IC供应商还纷纷面向测试测量、汽车电子、医疗电子和工业控制等应用推出新颖的放大器产品。如凌力尔特在今年1月底面向多电流检测应用推出了内含两个独立高端电流检测放大器的产品LTC6103。LTC6103 具有卓越的性能：最大输入偏置电流为170nA，最高输入失调电压为450μV。这么精确的性能允许该器件分辨出非常小的电流，而且仍然在大动态范围内工作。LTC6103能够承受高达70V的电压，这一特性非常重要，尤其是在电源故障或灾难性负载变化可能导致电压反激的情况，更是这样。LTC6103的响应时间为1μs，非常适用于在检测到故障情况时自动关断电源。每个放大器的增益都由两个电阻设定，而且由于增益电阻是准确度的主要决定因素，因此选择足够精确的电阻可以使准确度优于1%。

此外，TI此前也在去年11月宣布针对高电压工业市场推出两款全新高精度运算放大器-OPA211与OPA827。与业界同类36V放大器相比，两款放大器据称均实现了超低噪声、低功耗、小封装尺寸以及高带宽等多种特性的完美结合，为测试测量、仪表、影像、医疗、音频与过程控制等应用提供突破性的高性能。此次发布的OPA211与OPA827率先采用了TI的BiCom3HV 互补双极36V硅锗(SiGe)工艺。BiCom3HV工艺中出色的晶体管匹配与高精度硅铬 (SiCr) 电阻器提高了精准度，扩大了动态范围，实现了整个工作温度范围内的高稳定性。

2)数据转换系统。从通信、测试测量、医疗成像、自动控制系统到瞄准消费市场的视频产品，都需要应用到数据转换技术。数据转换系统利用模数转换器(ADC)将真实世界中的音频与视频信号、热能、光线、震动等模拟信号转换为"0"与"1"等数字信号，以便CPU或DSP能够轻松处理。这些数字信号经过处理后，通常会经由数模转换器(DAC)重新还原为模拟信号。

在数据转换系统市场，2005年在市场份额上占据领先地位的厂商分别包括ADI、TI、美信、NSC和凌力尔特等公司。近年来，这些公司围绕工业、医疗和便携消费等应用不断推出高性能的IC。如TI在2006年底宣布推出一款单通道12位ADC- ADS5463。它在采样速率为500MSPS、输入频率高达500Hz时可提供64.5dBFS的信噪比(SNR)，从而为原来只能选择8位与10位精度的客户提供了全新的高性能解决方案。这款ADC采用节省空间的14×14mm封装，利用TI针对高速度与低噪声而优化的专有BiCom3工艺技术制造而成，以仅2.25瓦功耗实现了多种高性能，如84dBc SFDR、10.5ENOB 以及2GHz输入带宽，能够满足多种应用的精度与速度要求，其中包括通信、放大器线性化、测量测试仪表、软件定义无线电以及雷达与影像系统等。

而ADI也在同期发布了其最新的精密PulSAR ADC-AD7980。AD7980所具有的1MSPS、16位ADC的功耗和封装尺寸比同类产品节省80%，从而可改进病人监护仪和工业监视仪的便携性，并且提高自动测试设备(ATE)和数据采集系统的性能和吞吐率。举例来说，AD7980的小封装尺寸和低功耗特性使其适合于便携式设备、穿戴式心电图仪(EKG)、血压监视器、氧气传感器以及其它医学仪器，以便将病人信息无线传送到数据中心或护士办公室。这种移动性允许病人在医院里走动时只穿戴像PDA一样大小的监视器，而无需增加体积很大的医用设备，从而提高了病人的舒适度。

微芯科技也在去年底面向便携测量应用推出了低功耗18位Delta-Sigma MCP3421 ADC。它片上集成了电压参考电路和可编程增益放大器(PGA)，无需额外元件，有助于更小尺寸设计。微芯科技模拟与接口产品部行销副总裁Bryan Liddiard表示，该器件片上集成的PGA使用户能在模数转换发生之前就选择1倍、2倍、4倍或8倍增益，即使是很小的输入信号也能提供非常高精度的转换。

他强调，MCP3421在采用SOT-23封装的同类产品中提供了最高的精度。

3)接口IC。从种类看，既有LVDS、RS485、RS232这样的线路驱动器，也有千兆位收发器、千兆位以太网/光线信道收发器这样的串行解串器，还有LCD解码器/驱动器、LED解码器/驱动器和Flatlink这样的显示器接口，以及IrDA、外设驱动器和传感器接口之类的特殊功能接口IC。接口IC可对系统微处理器、内存、各种外设以及互联系统间的电子信号进行传输、路由与计时，并要确保传送的信号不会在传输过程中出现错误，要负责为信号消除噪声，以及提供更佳的定时功能。

在接口IC市场，占据领先地位的公司包括TI、美信、NSC、NXP、夏普和凌力尔特等公司。值得一提的是，随着手机等便携式设备的广泛普及，为了方便用户更好地欣赏内容，将视频图像从手机驱动到电视机、计算机显示器或其它更大型的显示产品中的需求越来越广。但在进行这种信号转换时，DAC重建过程产生的频率杂讯可能反过来影响视频图像。为了改善图像质量，飞兆半导体在2006年推出了据称业界最小的集成视频滤波驱动器GMS6151。该产品采用尺寸仅为1.45×1.0×0.55mm的小型MicroPak封装，与一粒芝麻大小相当，有助于缩小电路板的面积，并降低设计成本。为了提高应用方面性能，该器件使用五阶8MHz标准清晰度(SD)滤波器来获得更佳的图像质量和3.8mA的低电源电流消耗，以及低至25nA的待机电流以延长电池寿命。

此外，飞兆还在2006年9月面向手持设备推出了其超紧凑串行解串器μSerDes系列的新款产品FIN224AC。飞兆表示，对于任何手持电子设备，静电放电(ESD)是首要的考虑因素，而飞兆了为应对这一挑战，将ESD保护由原来的8kV提高到15kV；此外, μSerDes产品使用了其专有的低功率EMI CTL技术，将便携式应用所需的24或12路并行LVTTL信号简化为1路单一的差分信号。这种创新的方法，减小了应用中所需的线缆数量，简化了设计并节省了空间，同时消除了较宽的高速数据通道中可能引发问题的电磁幅射。

4)电源管理IC。其主要功用在于提高系统的功率转换效率，确保便携式电子产品的电池寿命更长。近年来电子产品不断增添新的功能，如手机已相继添加彩屏、拍照、音乐播放乃至GPS和移动电视接收等功能。这些功能在丰富消费者娱乐体验的同时，也需要有更耐用的电池来配合，以此才能确保这些电子产品能够尽可能长时间地工作。在这种情况下，新一代的电源管理技术不遗余力地推出新的电源管理IC，帮助延长电子产品的操作时间和电池使用寿命。

如TI在2006年11月宣布推出首款全面优化的电源管理IC-TPS65023，以支持基于达芬奇技术的多媒体设备的电源系统需求。该PMIC采用5×5mm超小型QFN封装，并且集成了3个降压转换器以支持系统的内核电压、外设、I/O及存储器电压。TPS65023采用I2C通信接口来实施动态电压缩放技术，能够在0.8V至1.6V的范围内对内核输出电压电平进行数字化调节，以节省电力消耗。该接口与快速/标准及高速模式I2C规范相兼容，数据传输速率可达400kHz。TPS65023的所有3个降压转换器均支持轻负载电流下的节电工作模式，并能在功耗降至1μA时将器件置于断电模式。其功率转换效率高达95%，从而简化了多种电子设备的电源设计工作，其中包括便携式媒体播放器、数码相机以及其它锂离子电池供电的设备。

不仅如此，环保/节能型设计已经成为设计师面临的一道重要课题。为了帮助设计师应对这方面的挑战，上海昂宝电子也推出了其"绿色引擎"技术。该公司CEO陈志樑博士表示，这种电源控制芯片技术能够大幅降低电源待机功耗，使系统待机功耗完全符合德国"Blue Angel"、美国加州"能源之星"和中国中标认证中心等各项严格的能耗标准，并让客户轻易达到2007年欧美国各国小于0.3W的待机节能要求。