数据转化器是把模仿和数字国际联系起来的要害信号模块。它们把由传感器、变送器以及热电偶发生的信号进行数字化转化，然后得到可供剖析、处理、存储并由计算机显现的数据。
数据转化器实际上使得每一种使用的功用得到增强，如在通讯、网络、仪器、工业进程操控、医疗和军事航空范畴、蜂窝基站接纳机、机顶盒、便携式收音机、有线电视根底设施、网卡、数据收集体系、测验设备以及工业和医疗成像体系等等，不胜枚举。
对高速通讯、高分辨率显现器、高功用音视频等功用不断增加的需求以及日积月累的数字内容，对信号调度电路提出了更为严厉的功用要求，特别是在数据转化器的要求上。
据商场剖析公司Databeans的剖析，2008年数据转化器商场比前一年增加了18%，并有望逾越整个半导体职业的增加率。可是，2009年估计增加将大为放缓，仅仅为10%～12%。从长时刻来看，数据转化器商场在2013年之前将以11%的年复合增加率继续发展。增加最快的范畴在通讯以及医疗成像商场。
2013年数据转化器的单位出货量将从2008年的27亿美元增加至大约60亿美元。2012年该商场将从2006年的20亿美元增加至37亿美元。可是，因商场和金融危机所造成的，这些产品的均匀价格有望下降。
图1：工业使用是数据转化器的最大商场。
这是一个十分有利可图的IC商场，因而招引了许多新的进入者，虽然该商场依然由大多数模仿供货商操纵。2008年ADI公司占有了整个数据转化器商场47%的比例，TI和Maxim以19%和10%的比例紧随其后。其它供货商包含凌力尔特、Fairchild、Intersil、ST以及美国国家半导体（NS）。终究要提一下，高功用数据转化器商场占有率在上升。2008年，数据转化器商场占整个规范线性器材商场总销售收入的17%，并且大约相当于整个模仿器材商场的7%。
高功用数据转化
ADC（模数转化器）的挑选是根据若干体系原则，如分辨率、转化速度、功率要求、物理尺度、处理器兼容性以及接口结构。ADC有必要具有满意的比特（bit）数以取得使用所需求的分辨率以及精度。
高速A/D转化器盯梢快速改动信号的办法是在各个时刻对信号起伏进行数字采样，它们现已成为了区别需求信号收集以及处理的各种高功用规划的底子组成部分。其特征在于具有高分辨率以及每秒千兆采样点的采样速度。
许多新式的使用需求高速A/D转化器，以供给在处理高频输入信号中的更佳动态功用。例如，在无线基站中，数据转化保证取得拔尖的语音质量。高速A/D转化器是需求信号下行改换的通讯体系的要害;在嵌入式和DSP处理中，最新一代的网络切换就需求外部高功用模仿元器材。数据转化器的功用要求与DSP的要求密切相关。实际上，大多数使用均选用DSP来处理由各种传感器收集的模仿信号中的信息。对ADC的挑选常常也依赖于模仿信号被读出的办法。除了分辨率和速度之外，数据转化器的其他功用，如时钟体系以及电路板信号的布线关于终究使用也至关重要。
分辨率、转化速度以及功耗不再是挑选A/D转化器的仅有原则，其它原则包含有用数字位（ENOB）、信噪比（SNR）、无杂散动态规模（SFDR）以及信道隔离度。例如，蜂窝基站对原始bit分辨率的要求就不如对SNR（它使得蜂窝信道数更多）以及SFDR（它答应在存在强搅扰信号时检测出弱信号）的要求高。
现在上市的新一代ADC给新式商场带来了更高的功用以及更低的本钱。高速12bit转化器正初次向新式的使用供货。例如，机顶盒需求10bit和12bit的分辨率，以及针对视频信号捕获的MHz级采样率。从规划和工艺技能的观念来看，这些ADC的性价比现已最优化。在高功用的A/D转化器中，噪声和功耗是要害的参数。
另一个重要的要求便是小外形。正是由于这一原因，数据转化器出产商也出资于先进的封装技能。
TI公司最近推出了业界第一款单信道D/A转化器宗族，它以SC70封装供货，比规范的SOT23器材要小40%。其特征在于具有1.8V@80μA的低功耗，因而，这些器材关于电池供电和手持使用、自动测验设备、精细仪器、波形发生器、工业进程操控以及医疗设备是有招引力的。
数据转化器制作商许诺针对特别的使用推出产品。
通用器材与之相反，其特征在于采样速度要低一个数量级，并且愈加合适监控体系以及收集比如温度和电压这样的操控参数。这种元器材的一个比如便是ADI的AD7294ADC，它是一种高度集成的器材，供给了比如电流、电压以及温度感测这样的通用意图监测使用所需求的一切功用。这种转化器在一个芯片上集成了对电流、电压和温度进行感测和操控所需求的悉数功用。
图2：针对医疗使用的ADC的挑选以若干原则为根底，如分辨率、转化速度、功耗要求、物理尺度以及接口结构。
为了取得所需求的功用，在保证时钟速度和精度以及PCB（印制电路板）设计时，要把握高速数字、线性、RF（射频）以及一些仪器技能方面的规划技能。
为了完成上述意图，取得完好的参阅规划是要害。
选用分立ADC，仍是集成ADC
最近几年，模仿规划工程师也趋向于越来越多地选用体系级规划办法。
ADC越来越多地被完成在SoC（体系芯片）上，特别是用于移动通讯体系的ADC。最新一代的消费和移动通讯体系需求延伸电池寿数，正是出于这一考虑，厂家制作了低压供电的SoC。因而，ADC也被集成进低压供电的SoC之中。
嵌入式数据转化器在消费电子使用中遭到了欢迎，在该范畴的使用中，至关重要的是以最小的空间来集成各种体系，可是，支付的价值是功用欠最优化。
商场存在越来越多地把混合信号数据转化器集成进SoC（体系芯片）之中的需求。
这就给规划工程师提出了新的应战：在数字域是专家的规划团队，在集成模仿IP的进程中面对新的应战。进一步说，把混合信号数据转化器集成进SoC之中，满意所需求的功用，代表着一项充溢应战的使命，并且它会给项目引进高风险。
数据转化器代表着在模仿IP商场一个日益增加的范畴。在商场上有很多的嵌入式转化器IP，其间，每一种嵌入式转化器IP均被规划为满意特定的用户需求。
例如，模仿与混合信号IP核供给商CosmicCircuits公司现已宣告，其产品线中有超越20个A/D转化器核是用于监控使用的。其IP核产品线包含分辨率为8～10bit的A/D转化器，以及速度从200 Ksps至20Msps的A/D转化器，它们一般被用于监控使用。这些A/D转化器的抱负使用包含触摸屏操控和电池电压、温度、RF功率电平、电源电相等的监测，以及传感器驱动和若干操控环路的使用。
比较之下，在高功用使用中分立器材遭到欢迎，由于它们相关于嵌入式A/D转化器来说供给更高的功用以及较大的灵敏性。正是出于这个原因，它们在高端使用中遭到欢迎。
在工业和医疗使用中对数据转化器的需求
新等级的高功用、小外形、低功耗数据转化器供给高速呼应、多信道以及低推迟，这些是十分重要的工业以及医疗使用所特别需求的。
工业是数据转化器的最大商场。出于进步出产功率、操控库存以及缩短上市时刻等考虑，工业精细设备工程师选用具有多信道的模块化数据转化办法。规划工程师依赖于客户的需求，要求灵敏性地改动分辨率并快速地改动信道数。
Microchip公司的MCP3001 10bitADC在小的封装中完成了高功用及低功耗，使之成为嵌入式操控使用的抱负挑选。该器材的特征在于选用了逐次迫临寄存器（SAR）架构以及工业规范的SPI串行接口，让10bitADC的功用可被增加至该公司的PIC系列单片机中。MCP3001的使用包含数据收集、外表和车辆、多信道数据记录器、工业PC、电机操控、机器人、工业自动化、智能传感器、便携式仪器以及家庭医疗设备。
数据转化器在医疗电子使用中也发挥越来越大的效果。据商场剖析公司Prismark Partners剖析，医疗设备商场占全球电子职业营业额的4%，且营收以每年均匀5.6%的速率增加，到2010年将到达660亿美元的商场规模。医疗电子设备包含可植入式设备、确诊仪器以及监测设备。该商场将由个人便携式医疗设备的爆破式增加点着，这些个人便携式医疗设备越来越紧凑，并将在精度、本钱以及简便性上继续取得改进。便携式医疗监测体系，如血液剖析或血压丈量体系，让人们能够方便地查看身体;这些设备被用于长途监测患者的要害参数;这些设备被放置在家中，医院以及急救车可进行非碰头式（non-invasive）医治。大多数便携式监测以及医疗成像体系均规划为从患者那里接纳某种信号的传感器阵列。
因而，这些设备需求对信号调度电路进行一些组合，包含放大器、滤波器以及把从传感器读出的模仿读数转化为数字的ADC，之后，这些数据才干存储在医疗设备的存储器或在显现屏上显现。除了尺度小之外，模仿电路—特别是ADC的功用—是准确读出传感器的输出的要害。数据转化器还应具有低功耗的特征，以供给更长的电池寿数以及更长时刻的读数。
医疗用ADC的挑选要根据若干原则，如分辨率、转化速度、功率要求、物理尺度以及接口结构。ADC有必要具有满意的比特以取得精度规范所要求的分辨率。典型的要求包含至少12bit的分辨率以及1Msps或以上的转化速度。医疗使用既需求高转化速率（大于40～50Msps）以及精细的ADC，也需求与处理器兼容，避免选用额定的胶合逻辑;因而，对ADC架构、接口结构以及ADC时序的挑选均与体系处理器的挑选有关。
便携式医疗使用一般选用SAR ADC。该架构是丈量从稳态至几MHz信号的抱负挑选。这些ADC还具有呼应快和推迟低的特征。另一个杰出长处是功耗低，它跟着采样率而改动，与其它的ADC架构如闪耀或流水线型ADC不同。
ADI推出了称为PulSAR的16bit SARADC，其采样率在6Msps至10Msps间，确定的是新一代数字X射线体系、磁共振成像（MRI）设备以及计算机X射线断层摄影术体系。PulSAR宗族ADC以CMOS工艺为根底，ADC架构具有零数据推迟率，它是精细数据收集体系的要害参数。
凌力尔特公司推出的LTC2366 12bit SARADC的作业速度高达3Msps，作业电压从2.35V至3.6V;该器材以最大输出速率作业时仅耗费7.2mW功率，比商场上相似器材的功耗少20%。因外形尺度的减小以及功耗十分低，LTC2366成为各种便携式使用的挑选之一，包含医疗设备。
Maxim推出的低功耗数据收集体系MAX1329集成了精细的、用于信号调度以及感测的数据转化器。MAX1329的特征在于具有根据SAR的16bit分辨率的ADC，因而，是比如血糖传感器等使用的抱负挑选。
通讯使用对数据转化器的要求
高功用12、14和16bit器材是下一代通讯体系的要害元器材，它们把现有的技能面向了新的极限。高功用模数转化是把发射和承受链路数字化的要害。这种技能不仅对ADC的功用提出了重要的要求，并且对新的灵敏性和简化性提出了要求。无线基站需求更多的信道以支撑杂乱的新式空中接口规范，这就迫切需求更快和更低功耗的数据转化器。
NS不久前推出了16bit 130MSPS ADC，其特征在于具有高线性功用以及低功耗，使用确定在特别高容量、高功用多规范无线基站接纳机。
此外，富士通微电子欧洲（FME）公司现已开端供给根据新的充电形式交错采样器技能（CHAIS）的新式超快ADCIP。这一架构使得在单芯片上集成多颗ADC以及几百万门的信号处理逻辑以及存储器成为可能。它不需求选用贵重的多芯片模块（MCM）技能。其ADC的特征在于采样率高达100Gsps，选用65nmCMOS工艺技能制作，估计2009年能够开端供货。该技能的使用开始确定100G光传输，也可用于高端测验设备以及任何需求高速数据转化及处理的其它体系。与传统的、一般选用SiGe工艺技能制作的高速数据转化器比较，这些器材供给更低的功耗、更小的外形。（周智勇译）
图3：许多新式的使用需求高速ADC，以供给处理高频输入信号时需求的更高动态功用。例如，在无线基站中，数据转化保证供给较高的语音质量。
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