數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器家族“人丁興旺”且“個(gè)性突出”，應(yīng)用者應(yīng)根據(jù)各自的需求選擇合適的產(chǎn)品。盡管在可預(yù)見的將來，工業(yè)和通信應(yīng)用仍是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的主要市場，但隨著器件功耗的降低和尺寸的縮減，便攜式醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用正在蓬勃發(fā)展。
計(jì)算機(jī)的發(fā)明把人類帶入一個(gè)以二進(jìn)制為基礎(chǔ)的數(shù)字世界，隨著個(gè)人電腦的廣泛應(yīng)用及互聯(lián)網(wǎng)的迅猛擴(kuò)張，由“0”和“1”組成的數(shù)字信號似乎已經(jīng)成為我們生活中不可或缺的元素。但是，自然界的信息畢竟是以模擬信號的方式表現(xiàn)出來的，它們無法直接轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制的數(shù)字信號，因此，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器就成了連接模擬世界與數(shù)字世界的橋梁。
采樣率和分辨率左右器件性能
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器包括模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)和數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)。來自模擬世界的電壓、電流、溫度、壓力等信號將通過ADC轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，經(jīng)過MPU(微處理器)、DSP(數(shù)字信號處理器)或FPGA(可編程邏輯門陣列)進(jìn)行信號處理后，再經(jīng)由DAC還原為模擬信號。
根據(jù)不同的技術(shù)架構(gòu)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器又可分為閃速(Flash)型、流水線(Pipeline)型、逐次逼近(SAR)型以及斜率積分(Sigma-delta)型，技術(shù)架構(gòu)的差異使得不同的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器在性能方面也各有千秋。
一般而言，衡量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器性能最重要的兩個(gè)指標(biāo)是器件的采樣率和分辨率。采樣率是器件在每秒鐘內(nèi)的取樣數(shù)量，是衡量器件速率的指標(biāo);分辨率則是指轉(zhuǎn)換器能夠復(fù)制的位數(shù)精度，分辨率越高，則數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)果越精確。采樣率和分辨率往往會形成一對矛盾，分辨率的增加通常會導(dǎo)致器件速率的降低，反之亦然。因此，設(shè)計(jì)工程師需要根據(jù)系統(tǒng)的需求選擇合適的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。
德州儀器半導(dǎo)體技術(shù)(上海)有限公司模擬器件事業(yè)部業(yè)務(wù)拓展工程師王勝告訴《中國電子報(bào)》記者：“Flash數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器以高速率見長，但由于受限于每個(gè)代碼都需要一個(gè)n位精度的比較器，其面積和成本必然隨著分辨率的提高而迅速增長?！笨梢?，除非是為了追求速率而可以容忍高功耗和高成本，否則Flash數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器就不是一個(gè)最好的選項(xiàng)。Pipeline架構(gòu)則是8位應(yīng)用領(lǐng)域中被普遍看好的解決方案，在中低端通信領(lǐng)域具有優(yōu)勢。而SAR是一種比較老式的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，特別適用于電流等突變型“瞬態(tài)”信號的收發(fā)?！癝igma-delta架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是把大部分轉(zhuǎn)換過程都移到數(shù)字領(lǐng)域，幾乎可視為一個(gè)全數(shù)字化的元器件，使得高效能模擬和數(shù)字處理結(jié)合更容易?！蓖鮿傺a(bǔ)充道，“但它也有不足之處。當(dāng)一個(gè)Sigma-delta轉(zhuǎn)換器被多路重復(fù)使用時(shí)，必須將取樣器和濾波器內(nèi)的數(shù)據(jù)清空，以避免信道之間的信號互相干擾。這個(gè)清空再重新采集的過程將導(dǎo)致延遲現(xiàn)象?！?
醫(yī)療應(yīng)用市場看好
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的市場容量也在快速增長。最近兩年，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器市場增長率都超過10%，遠(yuǎn)高于模擬器件市場的總體增長水平。市場調(diào)研公司Gartner的數(shù)據(jù)顯示，2007年全球數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器銷售收入約為30億美元，到2010年這一數(shù)據(jù)將有可能接近40億美元。
從應(yīng)用領(lǐng)域來看，目前工業(yè)和通信領(lǐng)域占據(jù)主要市場份額，分別為35%和30%，消費(fèi)電子緊隨其后，占有19%的市場份額。
根據(jù)Databeans公司的預(yù)測，到2012年，通信領(lǐng)域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的市場占有率將達(dá)到38%，而工業(yè)領(lǐng)域則將退居第二，為29%。
隨著生活水平的不斷提高，人們對醫(yī)療保健也投入了更多的關(guān)注，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用也在快速增長，超聲波、MRI(核磁共振)、血液氣體分析等診斷措施都有賴于高精度的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，借以提高診斷的準(zhǔn)確性。據(jù)德州儀器工程師介紹，目前全球醫(yī)療產(chǎn)品的年增長率是11%，其中醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的年增長率為12%，超聲波設(shè)備增長速度更快，達(dá)到了15%。
當(dāng)然，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器市場前景也并非高枕無憂。隨著器件集成度日益提高，許多廠商更傾向于把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能集成到ASSP(專用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品)中，尤其是在對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換分辨率要求不高的消費(fèi)電子領(lǐng)域，單純的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器所面臨的挑戰(zhàn)更大?；蛟S將來部分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器必須依靠與其他器件的“捆綁銷售”才能在市場中站穩(wěn)腳跟。
技術(shù)升級瞄準(zhǔn)低功耗、小尺寸
隨著便攜式的個(gè)人醫(yī)療產(chǎn)品的普及，除了繼續(xù)追求高采樣率、高分辨率之外，消費(fèi)者對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換產(chǎn)品的功耗和體積也提出了更嚴(yán)格的要求。業(yè)內(nèi)廠商正試圖通過不同的技術(shù)手段滿足消費(fèi)者的這一需求。
