Чего не хватает в интегрируемых аналоговых компонентах?

Дидье Джагес (Didier Juges) рассматривает интеграцию аналоговых компонентов с цифровым управлением в сравнении с полномасштабным преобразованием аналоговой информации в цифровую.

С момента цифровой революции, когда Гордон Мур сформулировал свой закон, к аналоговым технологиям относятся как к пасынку: всё внимание, исследования и дотации достаются «цифре».

Аналоговые технологии не могут похвастаться удвоение функциональности на единицу рабочей поверхности каждые полтора года, а самые миниатюрные инновации принадлежат высокопроизводительным процессорам Intel, AMD, а также лицензированным ARM. Аналоговый мир всё ещё измеряется в микронах, в то время как цифровой уже глубоко на субмикронном уровне.

Тем не менее, даже после наступления цифрового века, в применении аналоговых компонентов произошло несколько революций.

И вот наглядный пример: высокопроизводительные трансиверы сейчас планомерно интегрируются в CMOS-чипы. Или USB WiFi интерфейс – все его функции, кроме антенны, интегрированы в единый чип. А интерфейс цифрового ТВ разбирать не пробовали? Внутри будет всего пара или даже один чип, полностью выполняющий всю необходимую обработку сигнала.

Конечно, аналоговая часть на подобных чипах сведена к минимуму: малошумный усилитель (иногда), микшер, один-два фильтра и вот, пожалуйста, аналогово-цифровой преобразователь, превращающий всё в нолики и единицы.

Ещё одним примером может послужить тенденция к замене аналогового оборудования цифровыми сигнальными процессорами.

Всё студийное аудио-оборудование Hi-End класса сейчас цифровое, но, в то же время, даже в самых дешёвых устройствах, аналоговые компоненты заменяются цифровыми. Совсем недавно Дидье рассматривал характеристики маломощного радиотрансмиттера примерно такого, какой используется для передачи музыки с телефона на автомагнитолу. Даже в таком, крайне недорогом аппарате, привычный аналоговый мультиплексный генератор был заменён цифровыми компонентами: никаких аналоговых фильтров – сопрягающий конденсатор на входе, ещё один на выходе и вот уже в чип встроен ГУН (VCO), синтезатор, модулятор, фильтры и I2C или SPI-интерфес.

Рассматривая повседневные решения, удалось заменить большинство стандартных аналоговых схем цифровыми компонентами – многие микроконтроллеры сейчас комплектуются АЦП, которые позиционировались как «высокопроизводительные» всего несколько лет назад и имеют достаточно быстрые процессоры, чтобы сделать всю «грязную» работу аналоговой части.

Несмотря на то, что программируемые аналоговые микросхемы производства Cypress или Anadigm предлагают широчайший набор возможностей, которые было бы трудно или очень дорого реализовать исключительно цифровыми средствами, большинство этих возможностей остаются невостребованными и потребности огромного сегмента рынка вполне можно удовлетворить, применяя АЦП с последующей цифровой обработкой. Конечно, в этом подходе есть свои подводные камни и если специалисты считают, что АЦПо применяют, потому что так «проще», их, скорее всего, ждут сюрпризы.

Однако, не взирая, на некоторые специфические сложности, если учесть простоту внесения изменений во время разработки и массового производства, общая сложность и, что самое главное, стоимость процессов не будут заметно отличаться. Кроме того, затраты на производство скорее всего будут ниже для продуктов на основе цифровых технологий ввиду меньшего количества деталей с жёсткими допусками, что позволяет удешевить компоненты.

А каков Ваш личный опыт работы с программируемым аналоговым оборудованием?

Дидье Джагес (Didier Juges) является главным инженером в Crane Aerospace and Electonics. Данный материал был впервые опубликована на вебсайте Planet Analog, являющимся частью международного портала Electronic Engineering Times.

www.analog-eetimes.com/en/

На данном сайте используются cookie для сбора информации технического характера и обрабатывается Ваш IP-адрес. Продолжая использовать этот сайт, вы даете согласие на использование файлов cookies.