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本版公告


[问题讨论] 当代最有竞争力的模拟技术和产品大看台

本主题由 soso 于 2010-4-6 09:22 解除置顶

当代最有竞争力的模拟技术和产品大看台

当代最有竞争力的模拟技术和产品大看台:前置放大器

前置放大器一般位于信号调理电路的最高端,它主要用于放大从传感器过来的微弱信号。由于一般来说从真实世界采集的信号都带有某种程度的噪声,因此前置放大器的噪声性能是选择的第一标准。凌力尔特(Linear)的CMOS 放大器LT6244拥有1.5μVp-p的出色低频噪声性能。该放大器的电压噪声与速度相近的现有CMOS放大器相比有了大幅度的下降。LTC6244具有1pA的输入偏置电流、100μV的输入失调电压和 1.5μVp-p的低频噪声电压。在高频条件下,非常低的输入电容对于维持高输入阻抗和低噪声性能而言是至关重要的。这些特点的组合使LTC6244 非常适合于在医疗仪表、工业仪表和光网络设备中用作一个大型光电二极管放大器、跨阻抗放大器和高阻抗检测放大器。 该放大器不仅最大限度地减少了电压和电流噪声的关键误差源,而且还拥有超卓的DC精度。输入失调电压漂移保证低于2.5μV/℃,从而使其成为市面上漂移最低的CMOS放大器之一。1pA的输入偏置电流、2.1pF的输入电容、低于100μV 的输入失调电压与120dB的高电压增益组合起来,把系统误差保持在最低的水平上。在每个放大器7.4mA(最大值)的低电源电流条件下,增益带宽为 50MHz,转换速率为35V/μs,从而使得该器件具有极高的通用性,并成为众多宽带应用的理想选择。 LT6?02和LT6?11是两款新型差分放大器,适合用作高速ADC驱动器、双绞线线路驱动器和单端至差分信号转换器。这些新产品集成了增益设定电阻器,从而简化了系统设计并改善了性能。 LT6?02具有一个300MHz的-3dB带宽,并提供了三种固定的增益选项,即6dB、12dB和20dB。该器件专为满足通信收发器应用的苛刻要求而设计,可被用作一个差分ADC驱动器、一个通用的差分增益部件,或在其它需要进行差分驱动的应用中使用。极低的噪声和失真使得 LT6?02成为高速12位和14位ADC驱动器应用的理想选择。除了包括片内增益设定电阻器之外,LT6?02 还通过提供一个片内滤波器和一个输出共模电压引脚(Vocm)最大限度地减少了外部电路,并且简化了设计。
LT6?11是一款双通道可选增益放大器,可通过配置来驱动差分信号。每个放大器的增益均可独立选择,从而产生了数值为-1、+1和+2(0dB或6dB)差分增益。凭借650MHz的-3dB带宽和 3300V/μs的转换速率,LT6?11可在输入信号频率高达70MHz的条件下实现非常低的失真,同时仅消耗16mA的电流。在休止状态期间,可停用LT6?11,从而使得每个放大器的电流消耗降至 0.35mA 以下。LT6?11可采用大至±6V的分离电源和低至4.5V的单电源。

Microchip的TC4451/2是12A MOSFET驱动器,这些鲁棒的大电流高速度驱动器非常适合于驱动非常大的功率MOSFET和IGBT。MCP4423A是一个双3A MOSFET驱动器,提供工业标准封装和大电流DFN封装。

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当代最有竞争力的模拟技术和产品大看台:运算放大器

运算放大器是整个模拟电路设计的基石,选择一个恰当的放大器对于达到系统设计指标至关重要。一个放大器的参数有上百个,设计者必须非常清楚哪些放大器参数对系统设计最重要。设计工程师必须根据系统对功耗、成本、信号摆幅、信号噪声、信号之间的匹配、信号的边沿速率和带宽、信号稳定时间、负载驱动特性、系统精度、应用环境和抗干扰性、环路稳定性、反馈类型等等要求,对放大器进行精心的选择。 ADI的ADA48?9-1是业界首款高速单位增益稳定的1nV/√Hz运放。它的−3dB带宽点在600 MHz(G=1),斜率为310V/µs。该运放可减轻高精度数据采集系统的设计挑战,这些系统要求极低的噪声和失真。 ADA48?9-1运放具有一个专利的电路结构,它可解决噪声和失真之间基本的性能折衷,噪声和失真是传统的输入级所固有的。这使得ADA48?9-1在单位增益下可提供极低的电压噪声(1nV/√Hz)和极低的失真(-117dBc@1MHz)。 除了具有优异的交流性能外,ADA48?9-1还具有你很难在高速运放上找到的直流(DC)输入规格:最大0.23mV失调电压和最大1μA输入偏置电流。ADA48?9-1还具有一个输入偏置电流取消模式,它可将输入偏流衰减60倍。 ADA48?9-1的低失真输出引脚(LFCSP封装)还减小了在放大器反相输入引脚和输出引脚之间的距离。这有助于将反馈回路的寄生电感和电容降到最小,从而减小振铃和二次谐波失真并简化电路板布局。低失真输出引脚是ADI所独有的。
ADA48?9-1非常适合于要求采用最高精度的16位和18位数据采集系统,如雷达防碰撞系统、医用超声系统、通信系统和精密仪器。 ADI高速线性产品部产品线经理Curt Ventola说:“由于高速放大器对电路布局和电源旁路很敏感,而电路布局和电源旁路直接地影响整体电路性能,因此使用适当的高速布局将有助于获得最佳性能。” OPA333是TI最杰出的运放产品之一。TI中国区模拟产品销售总监王剑表示:“OPA333 是目前市场上尺寸最小的零漂移放大器(SC70封装),能够在无需额外增加板上空间的情况下实现高精度与低功耗的完美结合。OPA333 是市场上功耗最低的零漂移放大器(静态电流仅为性能最接近产品的十分之一),从而能够显著延长电池使用寿命。其极低的工作电压(1.8V到5.5V)能够实现高度的设计灵活性。” OPA333的特性包括超低失调(2uV)、超低静态电流(17uA)、工作电压可低至1.8V、以及SC70或SOT23封装,这使得它非常适合于下列应用,如医疗仪器、温度测量、测试仪器、手持式媒体播放机、烟雾与气体检测器、传感器信号调理、手机电池管理、键盘/鼠标接口、电池监控、人体界面感应器和便携式仪器。
OPA333零漂移放大器拥有出色的精确度,其自动归零技术能够在时间与温度发生变化的情况下实现提供极低的失调电压、接近于零的漂移、以及极低的1/f 噪声,从而为客户提供无需校准的无误差组件。该器件提供共模范围超过上下轨100mV的高阻抗输入和在单轨的100mV范围内摆动的轨至轨输出。可以使用低至1.8V和高至5.5V的单或双电源。 OPA333 拥有出色的共模抑制比(CMRR),不会像传统补偿输入级那样产生交越误差。这一设计可产生驱动ADC的优异性能,而且不会降低差分线性度。 TI另一款OPA365高精度运算放大器则采用了创新的零交越失真、单输入架构,从而实现了无跳变轨至轨性能。OPA365具有超低失真(仅为0.0006% THD+N)、极低噪声(仅为 4.5nV/rtHz)以及50MHz增益带宽,因而理想地适用于多种设计中的单电源应用,其中包括便携式仪表、数据采集、检试测量、音频以及便携式医疗系统等。

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当代最有竞争力的模拟技术和产品大看台:音频放大器

iPod MP3播放器成功的一个重要因素是其出色的声音质量,而这主要归功于音频放大器。例如,ADI的音频放大器AD1994能够提供达到高保真音响级的声音质量。AD1994的PSRR达到65dB,它可提供同级别产品中最好的PSRR,以及允许客户使用更便宜的单端电源。它是一个高集成度的双通道BTL(桥连负载)单片D类功放,其它独特性能包括:集成立体声调制器和功率级、单通道50W输出、0.005% THD+N、105dB动态范围、效率大于80%@5W/6Ω、开/关/静音爆卜噪声抑制、短路和过温保护。 ADI高速信号处理部营销经理Steve Hinderliter强调指出:“跟我们竞争的产品在数字开放环中采用脉冲宽度调制,而这不可能达到与ADI1994相同的声音质量水平。” 他补充道,在实际应用时应特别注意二点:一是必须确保为该器件提供一个正确的上电顺序,二是必须为它提供一个低抖动的时钟。 Maxim的音频放大器MAX9769也非常具有竞争力,它不需要隔直电容、肖特基二极管和电感,它是一种具有DirectDrive耳机放大器和双音量控制器的立体声、10W、D类放大器。Maxim专有的调制方案和扩谱调制使得MAX9769借助低成本的铁酸盐珠就可通过EMC认证。Maxim多媒体事业部的经理Jason Sharma说:“这使得它可提供业内最低的BOM解决方案成本。” NSC的LM4935 Boomer音频子系统则可能是业界最小巧的音频子系统,其优点是不但内置单声道 D 类扬声器驱动器,而且还具备智能电话和网络电话所有必要的模拟及数字音频功能。这款子系统所采用的全新micro SMDxt封装(大小只有4mm×4mm),比现有的封装小巧,可为电路板节省高达70%的板面空间。

LM4935芯片设有多个数字及模拟输入/输出,是一款功能齐备的音频子系统,可以利用1.8V至5.5V的电源操作,而且具备相关的功能及装置,其中包括可输出570mW功率以驱动8W负载的D类扬声器放大器、可支持无需输出电容器或直流电耦合操作的立体声头戴式耳机放大器 (其特点是可为每一声道提供30mW输出功率以驱动32W负载)、可输出30mW功率以驱动32W负载的单声道耳机放大器、以及专为利用外部供电的免提听扬声器而设的线路输出(以便提供无需滤波器的D类立体声扬声器功能)。 Wolfson则针对多媒体手机开发出了可取代好几个分立芯片的音频中心WM9713L,它的主要特性包括:双接口CODEC、集成两个音频子系统(语音和Hi-Fi)、两个子系统之间的混合和互连、以及触摸屏接口。 它的优势还包括:高集成度节省PCB板面积、更少的开发时间和BOM成本。Wolfson认为,预先做好的音频混合和转换可以帮助客户省掉很多头疼的事和一些外部胶合元件,在互连几个原本不打算互操作的独立音频子系统时通常需要这些胶合元件。 WM8?60是Wolfson开发的带D类扬声器放大器的音频CODEC,它可以进行Hi-Fi录制和回放、能直接驱动小功率立体声扬声器(2×1W),而且不需要额外的滤波器。它的独特优势是:今天的大部分CODEC和放大器通常是2个独立的芯片,但WM8?60将两者集成在一块芯片上,从而可减小PCB板空间。 与传统A/B类放大器设计一样,该扬声器驱动器也无需滤波。许多现有D类解决方案的一个弱点是,它们需要在输出端进行额外的滤波,而传统A/B类放大器不需要。 WM8?85是Wolfson高度成功的针对便携式产品的第一款带D类耳机输出的多媒体CODEC,它的主要优势包括:高性能立体声音频;大幅提高的电池寿命,耳机放大器效率大于70%;要求更少的外部元件;集成的DSP可完成噪声滤除、均衡和3D增强功能;高度灵活的音频混合能力。 WM8?85主要针对手机、MP3播放器和无线耳机应用,它含有一个集成的双模耳机驱动器,可在A/B类和D类之间动态转换。随着便携式设备的融合和手机不再仅仅是一部手机(它也可能是一个PDA、MP3播放器、数码相机或多媒体播放机),设计挑战主要集中在如何在一个更小的封装中提供一个更高性能的音频和视频用户体验。此外,另一设计挑战是所有这些附加的功能都非常耗电。在电池供电的便携式设备中,D类模式可减少关键的功耗,而A/B类模式可提供附加的设计灵活性。
该高性能CODEC基于Wolfson经实际验证的8?7X平台,它包含一个内嵌的音频增强型DSP,用于风噪声滤除、带通滤波、5频段均衡和3D音效。WM8?85支持高达2个差分麦克风和模拟立体声线输入(允许对FM无线电进行直接混合),并具有两对耳机驱动器(允许两个用户接到同一部音频播放机上)。一个集成的PLL支持在9到27MHz之间的输入时钟。Wolfson现已成功地推出了它的后续产品WM8?60:一个带D类扬声器放大器的立体声CODEC。

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当代最有竞争力的模拟技术和产品大看台:视频放大器


如欲实现较高的视频分辨率,则需要较高的模拟视频信号带宽,因而要求放大器产品不断提高工作速度。 同时,设计师们正在寻找采用单独电源轨来实现这些较高分辨率的方法。如今,放大器拥有利用低电压电源来实现标准分辨率视频和SVGA(800×600像素)的能力已经有一段时间了。例如,凌力尔特的LT6550 和 LT6551实现了110MHz带宽和400V/μs转换速率,并能够在电源电压低至3.3V的情况下正常工作。然而,直到最近,诸如UXGA(1600×1200像素)等高分辨率视频仍然要求放大器采用6V或更高的工作电源。为了阻止信号限幅的发生,这种较宽的电源范围是必需的,因为工作速度极快的运算放大器往往需要额外的储备空间。 凌力尔特近期推出的具有UXGA分辨率的5V视频放大器LT6557实现了采用单5V电源来驱动高分辨率视频的目标,而无需使用外部或内部充电泵电路。它是通过实现500MHz带宽、2200V/μs转换速率和7ns稳压时间、并同时提供一个延伸至电源轨的0.8V的宽输出摆幅来达到上述目标的。当采用一个单5V电源时,它实现了适合于标准视频的3.4V动态范围。此外,LT6557还具有一个延伸至120MHz的0.1dB增益平坦度,因而方便了在宽视频信号范围内的使用。 LT6557 还采用了一种独特的内部架构,可在单电源应用中简化高速视频信号的实现。一个内部偏置电路允许用户借助单个电阻器来把全部三个放大器的输入设置为一个期望的DC偏置电压电平。这最大限度地减少了外部组件数目,并在AC耦合应用中提供了易用性,另外,对于 DC 耦合应用,还可停用该内部偏置电路。而且,数值为2的内部固定增益去除了驱动双终接电缆所需的6个外部增益设定电阻器。 对于那些不需要数值为2的增益的应用(例如驱动一个ADC时),可采用固定增益为1的器件版本LT6558。LT6557/8是业界投放市场的首款宽带 RGB 放大器,能够在采用单 5V工作电源时提供满视频摆幅。这两款器件的三个放大器各具有一个单独的电源和接地引脚,旨在最大限度地减少串扰并简化电源旁路。在采用2Vp-p输入的情况下,于10MHz的串扰性能为-80dB。 ADI面向视频应用领域的低成本高性能电流反馈(CFB)运放ADA486X非常具有价格竞争力。Curt Ventola表示:“ADA486X可以无敌的价格提供空前的性能。”他举例说,ADA4860-1可提供如下优异性能:800MHz的−3dB带宽点、790V/µs斜率、0.02%的差分增益和0.02°的差分相位、典型3.5mV低失调电压、25mA高输出电流、以及可关断电源。 ADA486X的常见应用包括:消费类和专业类视频设备、宽带视频设备、ADC缓冲器和有源滤波器。ADA486X系列放大器使得设计师能够满足消费类和专业类视频应用的苛刻规格要求和工程成本预算。Curt Ventola强调:“没有一款竞争产品能达到ADA4862-3和ADA4861-3的MHz带宽/美元性能。”
ADA486X系列放大器采用电流反馈。CFB放大器的带宽和稳定性取决于反馈电阻的值。ADA4862-3是固定增益放大器,片上带有反馈和增益设置电阻,因此对这两款器件设计师无需考虑选择或使用反馈电阻。高速放大器固有地对PCB布局和电源旁通很敏感。PCB布局和电源旁通直接影响到整体电路性能。

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当代最有竞争力的模拟技术和产品大看台:视频滤波器

超低功耗视频滤波器ADA4430-1是要求高质量视频信号调理和最低功耗的便携式视频应用的理想选择。与其它竞争产品不同,它可在更低的功率下提供满足所有标清(SD)视频规范(包括PAL)的带宽。它还提供一个保证的6MHz宽1dB平坦响应区、35dB抑制@27MHz和2.5mA最大电源电流。 在一个采用低电源电压的ADA4430-1上,采用一串联源终端匹配和一个并联负载终端匹配与直接用DAC输出驱动一根视频电缆相比可实现大幅的功率节省。 在高清视频滤波器领域,ADI最有竞争力的产品包括ADA4410-6、ADA4411-3和ADA4412-3。ADA4410-6集成度最高,它具有6个通道可处理任何一个视频标准:HD、SD、S-video和复合视频。它在每个输入端还包含一个2:1多路复用器、可调失调和可选择的增益。ADA4411-3是3通道版本,ADA4412-3也是一个带可调增益和失调的3通道版本。ADA4417-3是只支持高清的低成本视频滤波器。每种器件在输入或输出端都可进行AC或DC耦合,并具备轨至轨输出,这使得它们能够提供足够的电流驱动两个视频负载。 在设计视频滤波器时,必须在频率平坦响应、群延迟和止带点之间做出折衷。上述器件都在最后的AC测试中保证至少26.5 MHz的带宽,而这是为高清视频而推荐的最低要求。Curt Ventola指出:“许多竞争器件典型地能提供这一带宽,但最低值要低很多。”
这些滤波器还具有电平变换电路,它在地参考输入信号中增加了一个直流分量,从而无需输出缓冲器达到负轨也能精确地再生输入信号。 大多数视频应用要求在视频编码器的输出端放置一个专用重构滤波器,以去除在数字视频向模拟视频的转换中产生的量化错误。在HDTV和投影仪的视频解码器输入端,通常使用一个抗混叠滤波器来最小化噪声和限制模拟信号带宽。滤波信号通常必须从一个低阻抗源传送到其负载,因此滤波器需要在其输出端有一个可进行失调等参数调整的缓冲器,以为客户最大化其视频性能提供灵活性。 飞兆半导体(Fairchild)开发的超便携式视频滤波驱动器FMS6151是市场上最小的视频滤波器/驱动器,可把手机视频图像驱动到电视、计算机显示器或其它更大型的显示产品上。对于性能要求更高的应用,该器件的5阶8MHz SD滤波器可以改善图像质量,而且,低至3.8mA的电源电流(关断时仅为25nA)可延长电池寿命。FMS6151 采用 6 端子MicroPak封装,尺寸只有 1.45mm×1.0mm×0.55mm,有助于设计人员减小手机和数码相机等空间受限应用的电路板面积,降低其设计成本。
FMS6151其它优点还包括:DC耦合输入、AC或DC耦合输出、DC耦合输出无需AC耦合帽、SAG校正减小AC耦合帽尺寸、6dB的固定增益和小型无铅MicroPak封装。

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当代最有竞争力的模拟技术和产品大看台:视频模拟前端


AD9970是ADI开发的工作速度达到65MSPS的14位视频模拟前端(AFE)产品。ADI数字成像系统部的产品营销经理Yuzo Shida表示:“目前市场上还没有其它AFE产品能工作在这一速度,最接近其性能的竞争产品的速度在50MSPS左右。” AD9970的功耗也很低,在65MSPS时其功耗只有155mW,因为它可能是最早一批采用0.18µm CMOS工艺制造的AFE器件。AD9970含有一个用于数字数据输出的LVDS接口。在使用一个并行输出AFE时,客户必须担心其系统的EMI屏蔽。但使用具LVDS输出的AFE时,这一忧虑可大大减轻。 AD9970含有一个可编程的时序驱动器,它使得用户可微调水平时钟的不同方面,包括SHP/SHD布置、消隐和H-driver控制。这一可编程性使得客户能实现更多的控制,以及将他们的CCD成像应用的最终性能提得更高。 在应用时必须注意:对待高性能AFE的LVDS输出与对待在数字逻辑中使用的标准LVDS输出是不同的。尽管一个标准的LVDS在高速数字应用能够驱动1到10米(取决于数据速率),但不推荐让一个高性能AFE驱动这一距离。与此相反,建议使输出走线长度保持在2英寸以内,这可将任何从相邻电路耦合到输出的噪声的机会降到最低。PCB布线时应将差分输出走线紧紧靠在一起,再将一个靠近接收器的100Ω终端匹配电阻将共模抑制比提到最高。用户应当注意PCB走线长度以最小化任何延迟斜率。
对这些快速边沿速度的信号来说,电源的解耦也是非常重要的。在每一个电源和地引脚边布置一个低电感的表面安装电容,尽可能地靠近AFE。但不推荐在PCB的另一面布置这些解耦电容,因为过孔电感会降低解耦的有效性。

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当代最有竞争力的模拟技术和产品大看台:视频缓冲器


飞兆半导体的FHP3182 6dB 视频缓冲器是专为2.5V到12V的单电源应用而设计的。它针对空间受限的应用而优化,集成了输入同步端钳位、SAG校正和6dB的视频驱动器。该器件只消耗0.85mA的电源电流,关断时可把电源电流降低到0.8µA。FHP3182的低功率特性加上其0.1dB的增益平坦度(达11MHz)和0.1%/0.2°的差分增益以及差分相位性能,使它非常适合于电池供电的视频应用,如MP3播放器和便携式视频游戏系统。 输出可以驱动AC或DC耦合的150Ω后接终端匹配的负载。DC耦合输出无需昂贵的输出耦合电容。如果需要AC耦合输出,可采用SAG校正电路来减小AC输出耦合电容值。内部的同步端钳位电路可以防止零伏输入时的输出饱和,避免通用视频电路中的同步脉冲限幅)。 FHP3182在+5V下具有的特性及优点可总结为:44MHz小信号带宽、2Vpp下11MHz 0.1dB带宽、100V/µs压摆率、0.1%/0.2°差分增益/相位误差、0.85mA电源电流、关断时电源电流 0.8µA、输入同步端钳位、SAG校正减小AC耦合帽大小、AC或DC耦合输出、DC耦合输出无需 AC耦合帽、6dB的固定增益、2.5V到12V(±1.35V到±6V)的工作电压。 Wolfson最近开发的WM883X新系列使其产品线扩展到了模拟视频缓冲器。WM883X系列产品的关键特性是其利用6阶滤波器生成的杰出图像质量。这些器件很小,也很有价格竞争力,它们设计用于支持多种视频标准,包括RGB、S-Video和SCART。该系列产品的一个独特性能是,尽管它们采用两种封装类型,但它们全部是引脚兼容的。这意味着,如果一个客户正在为美国市场设计带S-Video输出的DVD-RW,他可以使用一个引脚兼容的器件和相同的PCB板为欧洲市场制造带SCART输出的DVD-RW。 WM883X的关键应用优势是其极大地减小了设计复杂性和元器件数量。设计一个针对RGB输出的分立型视频滤波器/增益级可能需要40-50个分立元件,而我们的一块芯片就可以取代所有这些元件,且通常可提供更好的特性和性能。 中国圣邦微电子公司的视频缓冲器SGM9110的Icc为2.3mA,比TI的OPA360的6mA Icc要低得多,同时SGM59110还集成有同步头箝位功能,这在TV-OUT功能的手机设计之中就显得特别省电,同时可以直接耦合输出,设计工程师可以省略掉SAG补偿的两个47uF和22uF电容,这为客户带来成本的降低并且减少PCB面积,这些应用特点在手机设计中特别有用。 在圣邦即将推出的三路视频缓冲器产品中,SGM9115将飞兆半导体的FMS6143兼容,SGM9116将和FMS6363兼容,但是圣邦将设计参数指标提高了很多,比如芯片工作消耗电流SGM9115为8mA,而FMS6143为19mA;并且SGM9115和SGM9116的工作电压为2.5V到5.5V。这些特点使圣邦三路视频缓冲器非常适合用于MP4的CVBS和S-Video接口设计。
圣邦的产品在脚位安排上和国外大公司的产品保持兼容,这既为客户解除了寻找第二供应源产品的烦恼,同时也为客户比较圣邦和国外大公司的产品性能提供了方便。

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当代最有竞争力的模拟技术和产品大看台:视频CODEC

ADV202是ADI最具竞争力的视频压缩产品,因为它是一个硬件JPEG2000编解码器(CODEC)。它遵守JPEG2000静/动态图像标准。一个芯片就可以实时编码/解码2个D1视频流,两个芯片就可以实时编码/解码1个HDTV信号(1080i或720p)。 其它领先性能包括:1)视频图像的编码/解码延时约为1.5帧;2)SURF(空间超高效递推滤波)技术可消除对外部存储器的需要,而这对于MPEG芯片来说是必须的。这不仅将系统板面积降低到只有12mm×12mm,而且也使得该芯片能以低功率运作;3)内部速率控制可精确到±5%,这意味着如果某个用户将该器件设置成以5K字节输出一个D1图像,那么每一帧都将以±5%的该速率输出。4)ADV202具有一个灵活的像素接口,它支持8、10、12、14、16位Y/Cr/Cb像素;5)ADV202还含有多种标准视频和16/32位MCU接口,这使得很容易对它进行编程。 对于采用MPEG2编码的DVD视频来说,输出位速率约是每秒4~10Mb。如用JPEG2000来得到相同的视频质量,位速率需要在每秒10~12Mb。而对于MPEG4来说,它可小于每秒5Mb。如果一个客户仅对压缩效率有兴趣,他应该选择MPEG2/4。但如果他在寻找更小的延迟、更大的灵活性和更佳的图像质量,那么他应该选择JPEG2000。
另外要记住的一点是,采用MPEG2(特别是MPEG4)对D1或标清TV进行编码需要巨量的处理能力,目前的DSP实际上仅能处理CIF(320×240)大小图像的实时编码。也许一个更乐观的看法是MPEG2/4和JPEG2000并不是竞争对手,它们的目标应用是不同的,因此能够很容易共存下去。

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当代最有竞争力的模拟技术和产品大看台:模数转换器(ADC)

TI的ADS8372是业界性能非常突出的16位逐次逼近ADC。它在整个工业扩展温度范围内(-40C to +85C)具备16位无丢码性能、600kSPS数据速率、小于0.75 LSB (max)的整体非线性度(INL)和小于0.5 LSB (max)差分非线性度(DNL)。该器件非常适合于先进的实时应用,如自动测试仪器、医疗成像仪器、光?联网设备、高速控制环和高精度数据采集系统。 此外,ADS8372提供一个带片上电压参考和参考缓冲器的完整解决方案,从而无需外部有源元件就可得到杰出的信号线性度。凭借其小于1 LSB的线性性能,ADS8372是目前业界最精确的16位SAR ADC。通过集成一个内部参考和参考缓冲器并将它们封装在一个小型6mm × 6mm QFN器件内,ADS8372也使得设计师可大幅节省PCB板空间。 ADS8372是一个伪双极全差动输入串行ADC,它包含一个带内在采样保持功能的16位基于电容的SAR ADC架构、4.09V内部电压参考、内部参考缓冲器和转换时钟。它还提供一个高速CMOS SPI兼容的串行接口以及一个速度高达40MHz的时钟。ADS8370是其伪差动输入单极版本。 其它性能规格包括:±0.2ppm/C失调漂移、94dB信噪比(SNR)、120dB无寄生动态范围(SFDR)、在600kSPS时功耗为110mW功耗(在休眠模式只有15mW,在掉电模式下只有10mW)。 凌力尔特的LTC2208(16位130Msps高性能ADC)和LTC2285(14位双通道125Msps ADC)是同类 ADC中功耗最低的。LTC2285是目前市面上仅有的一款采样速率达125Msps的14位双通道ADC,且每个通道的功耗仅为 395mW。性能最为接近的同类14位双通道ADC的采样速率仅为65Msps,且功耗较高(每个通道的功耗达到了300mW 甚至更高)。由于能够以两倍的采样速率进行采样,并且维持了卓越的AC性能和低功耗,从而在多通道基站架构中实现了通道带宽的倍增。这提高了通道容量和数据吞吐量,同时保持了极高的效率和最佳的性能规格。此外,LTC2285 还具有适合多通道应用的极低通道至通道串扰(仅为-110dB,而同类器件则达到了-70dB至-85dB)。
LTC2208另外还包括了两种用于减轻失真的独特功能、一种内部透明高频颤动功能和一个数据输出随机数发生器。数据输出随机数发生器有助于抑制数字反馈,借助的方法是在把数据位传送至一个FPGA之前采用一种“异或”运算来对数据输出进行随机化处理。FPGA随后便可执行“异或”运算以重新获得用于处理的采样数据。在低电平信号仅在传递曲线的一小块区域上运作的接收器应用中,内部透明高频颤动是最有用的。使输入信号产生高频颤动将允许 ADC 在传递曲线的一块较大的区域上运作,以执行更多的代码并提供一个线性度更高的输出响应和较少的寄生失真。 LTC2208还具有极小的解决方案外形尺寸,从而使其成为空间受限型设计的理想选择。它采用小型QFN封装,并包括片内集成旁路电容,因此在每个电源引脚上均需布设一个0.1μF的小电容。数字输出端上还提供了集成串联电阻,这样每个端口都表现为50Ω阻抗。这通过免除外部终接电阻器组而节省了占用空间。
对于欠采样应用,在选择一个具有非常低抖动的上佳时钟振荡器时应谨慎。所能容许的抖动大小取决于采样模式而不是ADC。任何在140MHz输入频率条件下具有77dB SNR的ADC都将需要相同的抖动性能来实现数据表中给出的满 SNR。对于抖动性能来说,其决定因素是输入频率而不是时钟频率。在LTC2208 中,一个具有10皮秒抖动的时钟将只会引起约0.3dB的SNR损失(在1MHz频率条件下)。在140MHz频率下,相同的时钟抖动将使SNR降至45dB。 高性能ADC需要一个抖动小于1皮秒的时钟(取决于输入频率)。更确切地说,决定因素是频谱功率分布,而并非简单的最高频率分量,除非预料到在频谱的上端将出现一个全标度信号。举一个过分简单的例子,一个DC至1MHz的均匀功率带的灵敏度将比一个单音信号(或一个在 1MHz 频率下具有相同功率的窄带信号)低6dB。

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当代最有竞争力的模拟技术和产品大看台:数模转换器(DAC)


凌力尔特公司混合信号产品部工程师Steve Logan指出:“LTC2704是业界首款具有高达±10V的软件可编程(SoftSpan)输出范围的16位、四路电压输出DAC。而且,凭借SoftSpan功能,设计师不再需要对模拟输出范围进行手动调节。” 该DAC具有极其精准的DC规格,这些对于工业、仪表和ATE系统来说是很关键的,因为它们试图构建精准度尽可能高的电路板。LTC2704还包括引脚和代码兼容的12位(LTC2704-12)和14位(LTC2704-14)器件版本。 LTC2600是一款采用窄式16引脚SSOP封装的16位、八通道电压输出 DAC。该DAC是16位单调器件,而且,在3V工作电压下每个DAC的电源电流为250μA(典型值),停机电流则为1μA(最大值),从而使其成为电池供电应用的上佳选择。小型封装意味着可把8个DAC插入在靠近负载或信号通路的地方。低电源电流则意味着可为便携式应用提供更长的电池使用寿命。LTC2704-16/-14/-12和LTC2600/LTC2610/LTC2620均为引脚和代码兼容型16/14/12位器件系列,旨在实现性能/成本的优化。 当在实际应用中使用这些DAC时,设计师应注意LTC2704上的加压/检测输出。利用一根单独至DAC的电阻器反馈接线,设计师便能够在一个远端负载上进行准确的电压施加和检测。因此,设计师无须担心到达负载之前线路上的阻抗压降。LTC2704的其他同类竞争DAC不具备此项功能。
设计师还应留意用于驱动DAC的输出放大器所需的电源储备空间。LTC2704的电压摆幅在电源轨的500mV以内,而同类DAC则需要1.4V的储备空间。 应用是闭环还是开环也是很重要的。开环应用通常需要一个像LTC2704这样具有超卓积分非线性(INL)和差分非线性(DNL)的精准DAC。LTC2600是闭环应用的上佳选择,在此类应用中,单调性是首要的,而INL的重要性并不很高。 LTC2600是适合多DAC的上佳选择,它可在DAC之间实现非常低的串扰。在所有其他通道上,一个全标度输出变化的串扰通常小于10μV。低串扰意味着设计师可以确信:当对一个DAC的输出电压进行调节时,另一个DAC输出端上的输出电压是极为稳定的。 Maxim的MAX58?5则具有极佳的动态性能,它是一款16位CMOS输入、可编程内插、调制、500Msps的双路数模转换器(DAC),优化用于高性能、宽带、单载波和多载波传输应用。该器件内部集成了2x/4x/8x可选的插值滤波器、数字正交调制器和双路16位高速DAC。在30MHz输出频率和500Msps刷新速率下,频带内SFDR为88dBc,功耗仅为1.1W。在61.44MHz输出频率时,该器件为四载波WCDMA提供71dB的ACLR。 可选择的插值滤波器允许较低的输入数据率,同时利用DAC的高刷新速率。这些线性相位插值滤波器降低了对重建滤波器的要求,并改善了通带动态性能。独立的失调和增益编程能力使用户能够校准本振(LO)馈通,以及由模拟正交调制器产生的旁瓣抑制误差。 MAX58?5具有fIM/4数字镜频抑制调制器,该调制器产生的正交调制IF信号可送至模拟I/Q调制器完成上变频。数字调制器的另一调制模式可将信号变频到fIM/2或fIM/4镜频对。MAX58?5具有标准1.8V CMOS、3.3V容限的数据输入总线,易于实现接口连接。一个3.3V SPI接口用于实现模式配置。可编程模式包括:可选择的2x/4x/8x插值滤波器、fIM/2、fIM/4或无数字正交调制(具有镜频抑制)、通道增益和失调调节、以及偏移二进制或二进制补码数据接口。 它领先于其它竞争产品的先进特性和对应的独特优势可见下表。
Wolfson主要提供音频DAC,它们的新型6通道1.7Vrms的WM8522和2通道WM8501可为高质量DVD和STB应用提供最低成本解决方案。 WM8522和WM8501音频DAC运行在标准的5V电源下,但产生一个1.7Vrms高输出。在通常的DVD播放机和机顶盒中,设计师需要添加运放来提升音频DAC的1Vrms输出,以产生一个可送到TV的强大信号。这意味着,在DVD播放机或机顶盒中,你需要具备DAC、一个双路运放和最重要的通常只用来驱动运放的12V电源。WM8522和WM8501意味着,客户能够在立体声和6通道应用中去掉运放和12V电源,这是一个巨大的成本节省。
大多数Wolfson器件使用起来非常简单,WM8522就是一个极好的例子,它与6通道DAC WM8766引脚兼容,因此客户可以简单地用WM8522替代该DAC芯片,无需重新组装PCB设计上的元器件。从而,只需改动一个元件,它们就能大幅降低BOM成本,而且无需改变PCB或设计。

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