Ａｎｇｅｌａ　Ｒｏｓｓｏｎｉ

摘要：智能電子設(shè)備的普及使模擬解決方案所扮演的角色日益重要，應(yīng)用在視頻、多媒體、汽車、醫(yī)療和數(shù)碼相機(jī)等方面。

關(guān)鍵詞：模擬器件；電源管理；視頻；HDTV

隨著現(xiàn)實(shí)世界中電子產(chǎn)品數(shù)量的不斷增加，模擬IC的需求將繼續(xù)上升。市場分析公司Databeans估計模擬器件價值比數(shù)字器件價值平均高1.5倍。此外，模擬電子產(chǎn)業(yè)的增長率高過整個半導(dǎo)體市場的30％。

視頻和多媒體應(yīng)用

迄今，全球已出售了1.05億HDTV(高清晰度電視)設(shè)備。市場分析公司InformaTelecoms and Media指出，至2008年底全球僅4％家庭有效地觀看高清電視節(jié)目。然而，這卻意味著從2007年底的1900萬個家庭上升為幾乎4400萬個家庭。市場分析公司Informa預(yù)測，到2012年將有1.79億個HD-ready家庭，代表幾乎20％的家庭。在經(jīng)歷了幾次虛假的開始后，HDTV終于為大規(guī)模市場接受。

從模擬視頻接口(如VGA)到數(shù)字視頻接口的轉(zhuǎn)變正在許多市場發(fā)生，特別是計算機(jī)和家電領(lǐng)域。原有的模擬標(biāo)準(zhǔn)被近年來涌現(xiàn)的數(shù)字視頻協(xié)議所替換，例如DVI(數(shù)字視頻接口)和HDMI(高清多媒體接口)。

由于強(qiáng)有力的市場需要所驅(qū)使，中國的HDTV家電設(shè)備銷售扶搖直上。并且視頻監(jiān)視、軍事監(jiān)視、醫(yī)療成像和電視電話會議系統(tǒng)正在向高清視頻格式轉(zhuǎn)移。一些工業(yè)攝像機(jī)也向1280x720分辨率的高清格式遷移。即使是上一代的便攜式消費(fèi)設(shè)備，如數(shù)碼相機(jī)和便攜式的媒體播放裝置，也支持高清晰度格式。

2007年中國的視頻監(jiān)視市場銷售額約為41億美元，比2006年的33億美元增長了24.2％。高清數(shù)字監(jiān)視系統(tǒng)目前主宰了監(jiān)視系統(tǒng)市場，并逐漸替換模擬系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)對模擬器件有不同的要求。

HDTV系統(tǒng)可以被劃分成幾塊：顯示及驅(qū)動器、多媒體引擎、解碼單元、音頻和視頻處理調(diào)諧器、接口IC和電源IC。每個模塊的性能決定著系統(tǒng)的整體性能。所有器件的選擇，特別是模擬前端，是保證分辨率、光度、圖像對比高質(zhì)量以及系統(tǒng)靈活性與易用性的關(guān)鍵。器件必須可為不同的視頻輸入和輸出進(jìn)行編程。他們必須保證低成本和低功耗。例如，為了得到能源之星認(rèn)證，高清電視設(shè)備在待機(jī)時功耗必須少于3W。

模擬和混合信號器件在保證高清設(shè)備最佳視覺體驗(yàn)方面扮演著重要角色。其轉(zhuǎn)換并且調(diào)理視頻信號，以實(shí)現(xiàn)HDTV內(nèi)容的可視化、存放和分享。用于高清設(shè)備的模擬和混合信號的產(chǎn)品包括多頻帶調(diào)平器、視頻多路器(如Linear的LTl205)、并／串行轉(zhuǎn)換器、低功率收發(fā)器、視頻編解碼器、緩沖、串行／解串器、開關(guān)、圖形保真濾波器(如Maxim的MAX7469和MAX7470)、低抖動PLL、時鐘發(fā)生器(如Cypress、IDT、SiliconLabs和Ⅱ的產(chǎn)品)以及高精密度ADc和DAC。特別是ADC和DAC選擇是改進(jìn)系統(tǒng)性能和圖像質(zhì)量的關(guān)鍵。高清設(shè)備必須兼容模擬和數(shù)字輸入，即支持錄像機(jī)、機(jī)頂盒、DVD播放器和刻錄器、計算機(jī)游戲控制臺和攝影機(jī)等視頻源。

傳統(tǒng)上，模擬和數(shù)字信號由兩塊獨(dú)立接口芯片處理。在一塊芯片集成兩接口的模擬前端器件可減少項(xiàng)目的復(fù)雜性，優(yōu)化空間占用和減少費(fèi)用。而且這樣的器件可保證更多供應(yīng)商各類設(shè)備的互用性和更多視頻標(biāo)準(zhǔn)的共存。為了獲得更廣的視頻接收，高清設(shè)備必須支持10米以上的電纜長度，并且這給具有電纜平衡功能的模擬器件增添了嚴(yán)格的要求。

為了提供更好的多媒體體驗(yàn)，高清也要求優(yōu)秀品質(zhì)的音頻產(chǎn)品。傳統(tǒng)音頻方案使用AB類音頻放大器。大功耗會引起溫度升高，故需使用大尺寸散熱器，這就阻礙了超薄型電視的發(fā)展。為此，新的高清設(shè)備采用D類放大器。

In-Star指出，到2010年全球HDMI設(shè)備銷售將逐年增長78％。HDMI標(biāo)準(zhǔn)被400個消費(fèi)電子設(shè)備供應(yīng)商所采納。除數(shù)字電視外，機(jī)頂盒、DVD播放機(jī)和刻錄機(jī)、50多種PC產(chǎn)品集成HDMI接口，其中包括了HP、戴爾、索尼、宏基、明基等品牌。

Apple在其AppleTV機(jī)頂盒中使用HDMI接口，2007年3月上市。新HD-DVD和藍(lán)光格式以及游戲機(jī)，如PlayStation3，使用了新的接口。

支持HDMI的模擬和混合信號器件

ADI不斷拓寬其產(chǎn)品線，主要通過增加AD8196和AD8197高性能多路器，以及可將來自高分辨率輸入和傳統(tǒng)發(fā)射器的高質(zhì)視頻數(shù)字化的AD9387低功率小型化的發(fā)射機(jī)，還有雙端口AD9388接收器。這些設(shè)備符合HDMI1.3標(biāo)準(zhǔn)，并優(yōu)化圖像質(zhì)量和能源效率。Fairchild的高帶寬FSHDMl04符合HDMI1.3標(biāo)準(zhǔn)，具有超低功率，最大靜態(tài)電流只有1uA。可以用于雙接口系統(tǒng)，并且可連接二個視頻源，例如DVD播放器、計算機(jī)游戲控制臺和機(jī)頂盒。該產(chǎn)品允許增加其他HDMI設(shè)備到現(xiàn)有的項(xiàng)目，而無需昂貴的更新費(fèi)用，因而減少系統(tǒng)復(fù)雜性。與之相反，傳統(tǒng)項(xiàng)目要求單獨(dú)的接收器以增加HDMI鏈接。

Intersil的ISLSl002數(shù)字轉(zhuǎn)換器將來自HDTV調(diào)頻器、DVD播放器、機(jī)頂盒、PC產(chǎn)生的RGB信號及具有DVI和HDMI接口的工作站的模擬YPbPr視頻數(shù)字化，結(jié)合了易用性和高清晰性能。ISL51002支持3速至165MSPS，在60Hz下分辨率達(dá)1080p／UXGA。目標(biāo)應(yīng)用包括平板電視、PCLCD顯示器、視頻和圖表處理系統(tǒng)。

NS推出了電纜均衡器DSl6EV5110，可允許延長電纜至40m，以支持最新的DVI和HDMI標(biāo)準(zhǔn)，使用常用低成本CAT5／5e／6。該器件經(jīng)優(yōu)化以在0.25Gbit／s和1.65Gbit／s之間的數(shù)據(jù)速率運(yùn)行，可廣泛用于視頻系統(tǒng)，包括液晶或等離子HDTV設(shè)備、LCD投影儀和醫(yī)療儀器。

夏普推出用于HDTV的新NIM DVB-S和DVB-T調(diào)諧器，比市面?zhèn)鹘y(tǒng)產(chǎn)品薄30％。這對下一代衛(wèi)星接收機(jī)、電視及錄像機(jī)的開發(fā)極為重要。

TI的ATSC(先進(jìn)電視系統(tǒng)委員會)TVP9900解調(diào)器提供一種便宜的前端方案，而無需犧牲圖像質(zhì)量。該器件集成了高速10位A／D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字過濾器和sigma-deltaD／A轉(zhuǎn)換器。

汽車、醫(yī)療、數(shù)碼相機(jī)應(yīng)用

在汽車應(yīng)用中，模擬器件是保證系統(tǒng)安全和可靠性的根本，實(shí)現(xiàn)馬達(dá)的有效控制和支持多媒體功能。到2010年末，汽車中15％的電子產(chǎn)品將為模擬或混合信號類電子產(chǎn)品。Disp~aySearch預(yù)計，到2008年，將有大約2200萬輛汽車具有顯示器。其中約有890萬為導(dǎo)航系統(tǒng)，850萬為娛樂平板屏幕，280萬為儀表板顯示，以及150萬為平視顯示?？梢韵嘈?，具有遠(yuǎn)程ECU(電子控制單元)和顯示技術(shù)的應(yīng)用將成為汽車電子的發(fā)展趨勢。在這樣的概念下，顯示器將用于使司機(jī)和乘客更舒適地觀看。其連接方案可使用串行／解串器(SezDes)芯片，如NS的DSg0UR241／124器件。這樣可使接線數(shù)目顯著減少，使電纜更細(xì)。新的芯片組有促進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計的特點(diǎn)：這些包括前重點(diǎn)信號調(diào)理以補(bǔ)償衰減和其他損失機(jī)制，并可實(shí)現(xiàn)長電纜驅(qū)動。

高質(zhì)量模擬器件是保證提供良好用戶體驗(yàn)的、可行的醫(yī)學(xué)電子產(chǎn)品的關(guān)鍵。醫(yī)療數(shù)字成像要求高質(zhì)量圖像和分享圖像的可能性。用于醫(yī)療數(shù)字成像的模擬和混合信號器件市場價值約15億美元。

為實(shí)現(xiàn)適宜的信號鏈以讀取溫度、脈搏、血糖或其他生物參數(shù)，需要高精度，低噪聲儀器放大器(如TI的1NA326器件)。

在上一代多媒體便攜終端中，模擬器件保證了聲音和圖像的質(zhì)量，改進(jìn)他們的實(shí)用性，并且允許以快速和靈活的方式下載和分享內(nèi)容。集成于數(shù)碼相機(jī)的模擬以裝置的價值可以超過15美元。在數(shù)字電視或高清電視(HDTV)中的模擬裝置數(shù)量在3年內(nèi)將翻番。

NS推出了業(yè)界首個三速(3G／HD／SD)串行數(shù)字接口(SDI)，雙通道串行／解串收發(fā)器。具有高抖動性并集二條收發(fā)通道于單一芯片。LMH4345(圖3)使工程師減少多通道廣播視頻設(shè)備中線路板空間、系統(tǒng)費(fèi)用和能耗。新的NSSDI并／串行轉(zhuǎn)換器支持270Mbit／s、1.485Gbit／s和2.97Gbit／s數(shù)據(jù)速率。LMH4345芯片內(nèi)含兩個接收器，其中的時鐘及數(shù)據(jù)提取電路可以自動檢測輸入串行數(shù)據(jù)的傳輸速率，提取時鐘信號，以及將有關(guān)數(shù)據(jù)解串，轉(zhuǎn)為5位的LVDS數(shù)據(jù)流，從而簡化LMH4345芯片與主FPGA之間的聯(lián)系。