標簽：數字化 模擬技術 數字技術

1、前言

數字化電子設備快速而準確地從我們的周圍環境收集圖象、語音和音頻數據，并在數字領域內管理和控制這些數據的能力能引發任何時間與任何地點的通信，從而提高了計算性能。數字化電子設備還產生了更可靠和更便宜的醫用電子設備，它為多樣性消費類設備帶來了激動人心的、交互式的多媒體內容。總體來說，上述這些進步已經將我們生活的世界置于數字化的控制和管理之中。

2、數字化電子設備中的模擬技術舉足輕重

數字化電子設備中數字技術所信賴的優勢只有當它和模擬技術的能力一樣好時才能體現出來，其模擬技術能夠正確地將由“1”和“0”表示的數字信號還原為人能夠聽到、看到、感覺或感知到的模擬信號。如果沒有重大而且同步的模擬技術創新，那么數字革命的效果可能黯然失色。我們用數字方式捕獲的信息越多，我們必須轉換和還原的數據就越多-不論是實時的語音傳輸、音頻信號還是視頻圖象。當今，如蜂窩手機不斷減小外形尺寸并且不斷增加功能設置，高端汽車音響系統的聲音質量以及廣播數字電視的高清晰度(HD)圖象不僅是智能電路設計、先進制造工藝和高性能數字處理技術的產物，也是模擬設計不斷進行創新的產物。例如，高速數字信號處理器(DSP)能使數字音頻接收機通過增加多個音頻通道來提高其性能。但是，每個新的通道都需要一個獨立的功率放大器以便按照人耳容易分辨和舒適的方式驅動輸出信號，見圖1所示，為此作如下說明。

2.1 圖1所示就是全數字音頻組件以及數字+模擬音頻的解決方案。

圖1為其組成框圖

為滿足當今數字音頻器件市場設計的需求，采用圖1全數字音頻組件以及數字十模擬音頻的解決方案。可編程組件性能上的優越性和設計上的適用性，使得設計者可以以更具競爭力的價格去建構一個擁有更多功能、更逼真音效體驗的音頻系統。其模擬+數字信號處理(DSP)解決方案能是業界領先的數字信號處理(DSPs)、高性能的模擬器件到邏輯、擴展的應用軟件組合，都將為從最復雜的到最簡單的音頻設計給出最可信賴的、精確的、高效能的解決方案。

數字電子設備的迅速增長實際上更加推動了對模擬IC的需求。在許多情況下，新的數字產品需要高集成度和高性能模擬IC達到新的水平，以便能夠轉換(見圖2高性能24位，雙/四通道立體聲音頻模數轉換器)、調理和穩定信號以及控制和給鏈路供電，從而決定當今的高級系統功能。

2.2 高性能24位，雙/四通道立體聲音頻模數轉換器(ADC)PCM4202、PCM4204的主要特征。

圖2為PCM4202、PCM4204的組成框圖

PCM4204是專為專業音頻應用而設計的高性能、四通道ADC。它支持采樣頻率高達216kHz的24位線性脈沖編碼調制(PCM)輸出數據。它也可通過配置而為兩個通道輸出經過64倍或128倍過采樣的單比特直接流數字(DSD)數據。PCM4204同時也是DVD音頻和超級音頻CD(SACD)錄音應用的理想選擇。

應用：可在專業演播室設備與DVD音頻和超級音頻CD(SACD)上使用。

實際上，由于模擬技術創新使消費類終端獲得了數字產品中的許多功能。值此，從應用趨勢的舉例作說明。

3、從應用趨勢的舉例觀察模擬技術推動了和決定了數字化技術的前景

3.1 數據轉換器技術的進步促使數碼相機(DSC)性能提高有了突破

雖然DSP和微控制器(MCU)處理技術的進步已經以數字方式為快速地處理圖象提供了所需的帶寬，但是那些圖象的質量依賴數碼照相機模擬前端(AFE見圖3的DSC方框圖)中的高性能數據轉換器(ADC)的能力來降低噪聲并且增大動態范圍。數據轉換技術的進步還使得AFE解決了其它常見的性能問題.例如，降低功耗以延長電池的工作壽命，提高模數轉換采樣速率以提高照相機快門的速度，還有提高圖象傳感器的感光靈敏度以降低高分辨率照相機對閃光的要求。

圖3為數碼照相機方框圖。從圖3中可看出照相機模擬前端(AFE)和高速ADC將使DSC性能提高產生突破。

另外，模擬技術創新不僅僅提高了數碼照相機的性能，它還有助于生產出多種新的數碼照相機設計。例如，模擬技術和基于微電子機械系統(MEMS)的傳感器相結合，為了避免拍出模糊的照片，通過增加陀螺儀和數據轉換技術用于補償照相機的“顫動”。

3.2 數字音頻處理中的音頻編解碼器是DSP的性能充分發揮的關鍵

無論是處理家庭影院應用中的杜比5.1通道環繞立體聲，還是高端汽車系統中的12通道音頻，當今的音頻信號鏈日益數字化。但是，實際上，信號鏈僅僅是名義上“全數字”而已，因為大量的多通道音頻對模擬技術提出了新的性能要求。例如，多通道數字音頻結構中存在固有的數字信號處理難題，需要設計工程師采用多個高性能模擬功率放大器來驅動揚聲器(從圖4中可看出)和能夠轉換模擬音頻信號的音頻編解碼器，才能夠不犧牲，或者說“放棄”DSP的性能。

3.21 杜比5.1通道環繞立體聲家庭影院AV接收機。

圖4為AV接收機方框圖

該AV終端設備能夠利用DVD音頻和SACD高質量音頻格式格式并不僅提供了最高的性能，還為客戶提供了最經濟的解決方案。。Aureus音頻DSP提供了對種種音頻解碼格式的處理能力;Burr-Brown音頻數據轉換產品以其全方位的性能，同時支持最高端及最廉價的系統。從圖4看出，它采用多個高性能模擬功率放大器-立體聲數字功率調節放大控制器TAS5182(為具有更高性能的模擬功放)來驅動揚聲器及能夠轉換模擬音頻信號的音頻編解碼器PCM1850. 故該家庭影院AV接收機具有貫穿整個音頻信號通路的優良模擬特性的高速傳輸率。