為數字應用提供模擬方案

以下我們將針對一些使用在
通信數據傳輸產(chǎn)品和PC應用上的模擬器件加以討論，并將闡述這些產(chǎn)品的功能和討論其存在的原因。

目前數字傳輸中一個(gè)最主要問(wèn)題是耗用的頻寬比所傳輸的資料率還要高許多倍，為了解決采用純數字化信號傳輸的帶寬瓶頸,調制解調技術(shù)目前已逐漸蓬勃地發(fā)展成一系列數字用戶(hù)環(huán)路(DSL)型態(tài)的產(chǎn)品，通常統稱(chēng)為xDSL。

在這些應用中，模擬技術(shù)可以將電話(huà)線(xiàn)上資料的傳輸率提升數百倍以上。目前還沒(méi)有任何數字形式的傳輸可以達到這樣的要求，因此信號必須先調變?yōu)槟M的形式以便將占用的頻寬降至最低。舉例來(lái)說(shuō)，早期的ADSL的G.lite技術(shù)可以用少于1MHz的頻寬來(lái)傳送2Mb/s的資料，并在稍后的G.DMT全速率中達到6-8Mb/s。

最主要的是采用一種正交振幅調制(QAM)技術(shù)，并且對每個(gè)參與信號傳輸的器件在線(xiàn)性化程度的要求上都非常地高，通常所有相關(guān)器件的失真或者是噪聲影響必須要低于0.1%，而且A/D與D/A轉換器的分辨率必須為12bit或14bit,在輸入及輸出的帶通濾波線(xiàn)路中也不能采用數字或者是無(wú)源式，而且需要將一個(gè)如EL2221C/EL2244C的高度線(xiàn)性、高信噪比(S/N)的運算放大器放置在LC濾波線(xiàn)路中；另外ADSL線(xiàn)路驅動(dòng)放大器必須要在這樣的系統中輸出±12V,170～450mA峰值的信號,目前只有少數的驅動(dòng)器，如EL1501C/EL1502C/EL1503C/EL1509C與EL1507C能夠達到這樣的要求。

這一類(lèi)的產(chǎn)品將能夠大幅擴展Internet的用途,也將會(huì )是今后3～10年內的消費時(shí)尚和熱點(diǎn)。

多媒體附加卡，如顯示卡以及圖像捕捉卡，是另一個(gè)成長(cháng)快速的PC周邊市場(chǎng)，其中也采用了大量的模擬器件。模擬信號在過(guò)去多年來(lái)已被用于傳遞圖像信號的顯示設備上，而隨著(zhù)技術(shù)的改進(jìn)，圖像信號的頻寬也由CGA，VGA一路發(fā)展到現在SVGA與XGA。由于改用數字方式傳遞這些信號需要更高的頻率，因此預料模擬傳輸方式還是會(huì )在未來(lái)的幾年持續被使用，而且它同時(shí)也能夠降低相關(guān)信號所帶來(lái)的接線(xiàn)問(wèn)題。在這些應用上需要較高的驅動(dòng)力以及大約250MHz頻寬的放大器，EL2386C就是這樣的一個(gè)放大器，它在一個(gè)芯片上包含了三組放大器，使得它非常適用于處理PC顯示器上所使用的RGB三個(gè)信號，這些放大器通常以非反相的模式運作，增益設為2，終端負載75Ω，這些終端匹配器最主要的功用是用來(lái)消除傳輸信號上的反射與振鈴波。

在圖像捕捉卡的輸入端我們可以發(fā)現許多的模擬器件，輸入的信號必須要能夠被調整到正確的電壓電平以便透過(guò)A/D轉換器轉成數字信號，負責這個(gè)功能的是一個(gè)直流電平恢復轉換放大器。這類(lèi)放大器包括有EL4089C，EL2090C，EL4093C與EL4390C，時(shí)序信號則由一個(gè)稱(chēng)為同步信號分離器的模擬器件所產(chǎn)生。產(chǎn)品編號為EL1881C，EL4581C與EL4583C的器件可以經(jīng)由標準圖像輸入信號產(chǎn)生該信號的時(shí)序信息，另外在圖像輸入上還可能會(huì )看到如EL4584C或EL4585C等鎖相器器件，這些器件由同步信號分離器取得水平時(shí)序信號，然后產(chǎn)生A/D轉換器使用的像素時(shí)鐘，這個(gè)時(shí)鐘與輸入的掃描線(xiàn)頻率信號在相位上保持同步。

就如CD播放機取代了盒式錄放機一樣，許多人預測DVD播放機將會(huì )很快取代VHS錄放影機，而CD-R/W與DVD-RAM也將取代PC上使用的CD-ROM光盤(pán)機。對大部分使用者來(lái)說(shuō)，CD與DVD顯然是將資料以二進(jìn)位數字方式儲存的數字系統，但卻沒(méi)有多少人真正明白，要制作出更高速CD或DVD播放機的一個(gè)主要的關(guān)鍵在于I/V放大器的反應速度，而這正是一個(gè)模擬器件，以實(shí)際數字來(lái)說(shuō)，一個(gè)42×CD-ROM需要42MHz頻寬的I/V放大器，而8×DVD ROM 則需要48MHz頻寬的I/V放大器，同時(shí)這個(gè)I/V放大器還必須具有快速的增益切換功能以適應不同型態(tài)的光學(xué)媒體,并且由于它通常位于移動(dòng)讀取頭上檢測二極管陣列的旁邊,因此兩個(gè)符合以上條件的產(chǎn)品為EL6260C/EL6261C，這類(lèi)器件擁有8個(gè)I/V放大器,并且有高達60/80MHz的頻寬。

除了I/V放大器之外，激光二極管光學(xué)APC放大器也是DVD信號讀取頭上另一個(gè)重要的模擬器件，光學(xué)自動(dòng)功率控制器(APC)放大器，如EL6270C，包含了所有將激光二極管驅動(dòng)至額定光學(xué)輸出電平的所有相關(guān)模擬器件。

EL6290C是一個(gè)可編程的激光驅動(dòng)器，可集成多種波形，廣泛支持DVD或CD等不同工業(yè)標準的格式、媒質(zhì)和刻寫(xiě)速率。

針對CD-R，CD-RW與DVD-RAM等各種不同的激光驅動(dòng)器，有EL6273C，EL6274C與EL6275C等以及EL6257C與EL6259C等的產(chǎn)品。

對大部分PC使用者來(lái)說(shuō)，掃描儀是個(gè)數字式設備；但事實(shí)上，高速的放大器，也就是模擬電路中最基本的構成方塊，在掃描器內扮演了相當重要的角色，就如DVD應用中的放大器一樣。這些高速放大器可以作為如模擬處理器高輸入容抗等模擬輸入噪聲與CCD/CIS感測器輸出隔離的一個(gè)緩沖，如果輸入容抗大于CCD/CIS影像感測器的驅動(dòng)能力，那么穩定時(shí)間將會(huì )受到影響，由于大部分的CCD/CIS感測器都以單一的5V電源供電，因此當然希望放大器也能夠使用相同的單一電源，為了達到最大的增益以及最高的分辨率，放大器必須采用全振幅的輸出方式，而且同樣的，我們也必須將低耗電以及小型化封裝作為基本的要求，因為這些放大器必須直接安裝在CCD/CIS感測器旁，EL5144C/EL5146C就提供了這類(lèi)應用的最佳選擇，擁有100MHz的頻寬、200V/us的電壓變換率以及快速穩定的特性,可以被應用在高分辨率的9600dpi×9600dpi彩色打印掃描器上，采用小型SOT-23封裝，這個(gè)器件可以被擺放在相當接近CCD/CIS感測器的位置，因此可以大幅度降低因為電路交錯所產(chǎn)生的分布電容，改進(jìn)所需的穩定時(shí)間與精確度。

目前取代標準陰極射線(xiàn)管顯示器的一個(gè)替代方案為薄膜晶體管液晶(TFT-LCD)顯示器，液晶顯示器目前已經(jīng)能夠提供高級顯示器所需的分辨率，并且能夠以更薄更精簡(jiǎn)的體積提供高品質(zhì)的圖像。許多人都認為其中的器件為數字方式，但事實(shí)上卻包含了相當多的模擬電路。顯示器的輸入端通常都采用模擬的方式以便與目前許多使用中的顯示器標準相兼容，輸入端多工器，如EL4331C，首先被用來(lái)在數個(gè)圖像來(lái)源之間作選擇，然后這個(gè)信號再透過(guò)如EL4093C或EL2090C等器件作直流電平恢復，直流電平恢復放大器還必須透過(guò)另一顆模擬器件，也就是同步信號分離器來(lái)提供時(shí)序脈沖（這類(lèi)的芯片包括有EL1881C，EL4581C與EL4583C），接著(zhù)這些信號被數字化，然后送到線(xiàn)路驅動(dòng)芯片上。

雖然目前流行的是系統芯片（SOC)的集成趨勢，但是一些高性能的模擬基本架構器件，如高頻多工放大器、可變增益放大器、取樣及保持電路以及特殊應用芯片也是系統集成不可缺少的器件。投影機或高級監視器的前端處理電路通常都包含一個(gè)多工(MUX)放大器(如EL4331C，EL4332C）、直流恢復放大器(如EL4093C，EL4390C，EL2090C)以及同步分離器(如EL1881C，EL4581C，EL4583)。

以EL4331C來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)頻寬300MHz，內含三組2：1的多工放大器，可以用來(lái)在兩組RGB圖像來(lái)源之間作切換，接著(zhù)同步分離器由所選擇的圖像信號取得時(shí)序脈沖。水平同步輸出通常用來(lái)驅動(dòng)一個(gè)鎖相環(huán)路(PLL)以產(chǎn)生信號數字化應用的高頻像素時(shí)鐘信號(EL4585C就是這樣的器件），同時(shí)它還可以很輕易地依照需求產(chǎn)生多種通用的像素時(shí)鐘標準信號，而同步分離器的后端輸出則可以用來(lái)觸發(fā)直流恢復電路，將輸入影像信號的黑幕電平調整到一個(gè)預設的電壓值，以便在模擬以及數字系統中使用。

當CMOS晶體管的體積越來(lái)越小，而數字系統的運作越來(lái)越快時(shí)，對直流電源的需求也將有所改變，Intel公司CPU的進(jìn)化過(guò)程就是一個(gè)很好的例子。標準的486CPU需要5V，2A的電源，300MHz以上的Pentium MMX需要3.3V,6A的電源，較新的400MHz～800MHz Pentium II/III則需要1.8V～3.5V,15A的電源,解決方案也從直接由電腦內部標準的AC-DC電源供應器提供（486)轉變到特別的線(xiàn)性穩壓器（Pentium）,然后到目前專(zhuān)用的DC-DC開(kāi)關(guān)式穩壓器(Pentium III/IV）。照著(zhù)IntelCPU改變的方式，其實(shí)大部分數字系統如DSP,FPGA也大都依循相同的趨勢。Elantec與許多其他的模擬器件供應商一樣也提供針對這類(lèi)電源供應需求的解決方案，兩個(gè)DC-DC轉換器產(chǎn)品系列，分別為MonoPower?完全集成式DC-DC轉換器，如EL7556BC，EL7558BC,EL7564C，EL7563C，(輸出為6A,8A和4A)以及只含PWM控制器的系列EL7571C。MonoPower系列將MOSFET開(kāi)關(guān)管集成到芯片當中，可以達到更高的效率并減少電路板的占用面積和電磁干擾，而效率也因采用同步整流方式，可以高達95%。這些器件主要是針對需要2A～8A之間供應電流的應用所設計，完成一個(gè)20W DC-DC轉換器所需的電路板面積可以在全部采用表面貼裝器件時(shí)，縮減到只有兩平方英寸。

無(wú)線(xiàn)鼠標以及無(wú)線(xiàn)鍵盤(pán)可以利用紅外線(xiàn)或者是無(wú)線(xiàn)連接的方式來(lái)加以實(shí)現，需要的資料傳輸率以及距離并不高，方便性才是主要的要求。無(wú)線(xiàn)通信最好的解決辦法其實(shí)還是采用模擬的方式，也就是一個(gè)簡(jiǎn)單的傳輸器加上一個(gè)簡(jiǎn)單的接收器，EL6200C/EL6201就是個(gè)相當好的傳輸器，它可以直接接受模擬或者數字資料的輸入，并且能夠直接驅動(dòng)天線(xiàn)。在接收部分，MICRF001可以簡(jiǎn)單地完成相關(guān)的工作，如果配合上比較精細的接收器電路，我們就可以有相當廉價(jià)的方式制作出辦公室與辦公室之間無(wú)線(xiàn)以太網(wǎng)連接。

以上的這些例子其實(shí)只是運用Elantec半導體有限公司模擬器件來(lái)達成數字世界的許多方式之一，透過(guò)降低頻寬的要求、提高與通用標準的相容性，并且幫助我們與實(shí)際的模擬世界溝通，這些器件都扮演著(zhù)相當重要的角色。同時(shí)，當數字信號的速度越來(lái)越快時(shí)，就必須得依賴(lài)模擬信號，其中最主要的原因來(lái)自于我們所使用的電路板以及連接線(xiàn)上的寄生電阻與電容，只要這些寄生效應存在，模擬處理技術(shù)就必須用來(lái)幫助我們解決這些問(wèn)題。

模擬絕對不是過(guò)去式，正相反，模擬也是未來(lái)發(fā)展的趨勢?！?/font>