模擬IC的ABC

　　我們生活在這個(gè)世界，依靠視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、感覺(jué)、嗅覺(jué)等感官功能感知一切，而自然界還有光、音、溫度、壓力等等現象，這一切都是模擬的。而隨著(zhù)電子技術(shù)的進(jìn)步，帶來(lái)了一個(gè)全新的數字世界。我們感知的是模擬信號，電子產(chǎn)品處理的是數字信號，一個(gè)完整的信號鏈，就是來(lái)來(lái)回回的在數/模之間轉換。任何一個(gè)信號鏈系統，都需要傳感器來(lái)探測來(lái)自模擬世界的電壓、電流、溫度、壓力等信號。這些信號被送到放大器中進(jìn)行放大，然后通過(guò)ADC把模擬信號轉化為數字信號，經(jīng)過(guò)處理器、DSP或FPGA信號處理后，再經(jīng)由DAC還原為模擬信號（圖1）。在模擬IC中，除了少量的混合信號（約占14%）處理，其余都是標準線(xiàn)性模擬IC。包括電源管理芯片、放大器、數據轉換器和接口電路。

 圖1  信號鏈     


圖2  電源管理         


圖3  信號放大器，相同放大器不同的功能                                


圖4  接口分類(lèi)                                                         

　　電源管理芯片：根據世界半導體貿易統計數字專(zhuān)刊（WSTS）的定義，電源管理芯片也可稱(chēng)為“穩壓器和電壓參考電路”，其主要功用在于提高系統的功率轉換效率，確保便攜式電子產(chǎn)品的電池壽命更長(cháng)，技術(shù)改用交流電，其耗電量也可減至最低。除了向小型化和低功耗化發(fā)展外，電源管理芯片也呈現出多電源化，系統電源化和智能化發(fā)展外的趨勢。

　　放大器：放大器是運用得非常廣泛的一種線(xiàn)性集成電路，種類(lèi)繁多，可分為“通用”、“高速”、及“高精度”等三類(lèi)，主要作用在于調節模擬信號，防止信號逐漸減弱或在傳輸過(guò)程中的衰減，同時(shí)也可進(jìn)一步加強信號，讓信號恢復甚至超過(guò)原先的強度。放大器是前置放大器和功率放大器的統稱(chēng)。功率放大器，簡(jiǎn)稱(chēng)功放，用于增強信號功率。不帶信號源選擇、音量控制等附屬功能的功率放大器稱(chēng)為后級。前置放大器是功放之前的預放大和控制部分，用于增強信號的電壓幅度，提供輸入信號選擇，音調調整和音量控制等功能。前置放大器的作用是將激光唱機、電唱盤(pán)、磁帶卡座、調諧器等送來(lái)的信號進(jìn)行各種處理與放大，以便為功率放大器準備適宜的電信號，同時(shí)它可具有音量調節、音調調節等功能。功率放大器的作用是將前置放大器送來(lái)的信號，放大到足夠推動(dòng)相應揚聲器所需的功率。


圖5  數據轉換器連接模擬和數字世界

　　接口電路：按照目前的發(fā)展趨勢，無(wú)論傳輸什么數據，帶寬似乎永遠無(wú)法滿(mǎn)足需求（尤其是傳送高清晰的視頻信號），而且傳輸線(xiàn)路也在不斷加長(cháng)。接口電路在這方面有它的特定功用，那就是確保傳輸的信號不會(huì )再傳輸過(guò)程中出現錯誤。因此，接口電路要負責為信號消除噪聲，以及提供卓越的定時(shí)功能。

　　數據轉換器：數據轉換器將真實(shí)世界的模擬信號轉成“0/1”的數字信號，以便微處理器或者數字信號處理器能夠進(jìn)行處理。這些需要處理的數據流來(lái)自真實(shí)的世界，包括音頻、視頻、熱能、光線(xiàn)、振動(dòng)或者其他喜好。而經(jīng)過(guò)處理的數字信號，還需要經(jīng)過(guò)數/模轉換器還原成我們所能感知的模擬信號。(本文圖片由TI公司提供)