测试测量与医学成像领域的模拟技术趋势

少在不久的将来仍将保持这种状态。

在片上集成数字与模拟功能面临着诸多挑战。高性能数字逻辑会产生噪声，并降低模拟的信噪比 (SNR)。在同一 PCB（印刷电路板）上集成快速数字逻辑与模拟要求高超的工程设计技能，这甚至比芯片级集成还要困难。

先进的模拟电压最近已成功地从 12V 降至 5V 和 3.3V，但还不能很轻松地降至当前数字核心电压的水平。这是由于噪声与工作电压不成正比，而是基本保持常量。模拟工作电压必须保持足够高以实现良好的 SNR。较低的电压不能提供高动态范围模拟信号所要求的性能空间。

先进的数字工艺不包括高性能模拟组件。此外，先进模数之间在工艺特征尺寸方面也有很大差别。模拟工艺的起点是稳定的数字工艺。不管数字工艺晶体管的线性功能如何，我们都要用其实现片上模拟功能。即便如此，在工艺早期阶段，我们仍要强调数字部分；模拟功能只限于不需要额外工艺步骤或修改的部分。一旦工艺成熟并成功制造了最新系列的高速逻辑产品，数字工艺设计人员就可向下一工艺节点推进，而模拟组件设计人员则致力于在该工艺上推出更高的模拟功能。开发与完善模拟组件尚需时日。高性能模拟工艺通常比基本数字工艺的投产晚好几年。

结论

未来的竞争市场要求新工艺技术推动用于测试测量以及医学成像设备中高性能模拟组件的集成。这将拓扑技术发展与创新设计解决方案进行了完美结合，从而可进一步降低成本与功耗要求、缩小尺寸、提高可靠性，并使未来设备更轻盈小巧。

当前的技术实现了比以前任何时候都更高的集成度，但在同一器件上实施先进数字与高级模拟功能的真正集成还有待未来的发展才能实现。一旦能够实现真正集成，那么下一个目标就是降低成本。

作者简介：

Jim Karki 现任高速放大器与 RF 战略市场营销经理兼 TI 实验室研究员。在模拟与数字电子技术领域，Jim Karki 拥有超过 26 年的工作经历，过去 7 年来一直在位于得克萨斯州达拉斯的 TI 从事放大器应用及新产品定义工作。Karki 先生曾在 5 次研讨会上发言，并编写了超过 40 份应用报告、白皮书及期刊文章，内容涵盖放大器与信号调节等主题，阐述了实际的电路设计与分析。他毕业于华盛顿大学 (University of Washington)，获电子工程学士学位 (BSEE)。