信号链芯片是系统中信号从输入到输出的路径,包括信号的收集、放大、传输和处理的全部过 程。一个典型的信号链包括以下两步:1) 将连续信号如声、光或电波转换为由0或1表示 的数字信号;2) 通过电动系统处理将数字信号转换为模拟信号。
信号链IC是可以接收、传输、放大和过滤模拟信号的集成电路。信号链IC主要包括:1) 线性产品:放大器、比较 器、视频滤波器和模拟开关;2) 转换器:ADC(模数转换器)、DAC(数模转换器)和 其他转换器;以及3) 接口产品:主要是收发器。
图4:
TI的信号链芯片
信号处理链路中的模拟电路应用情况
主要信号链产品的详情如下:
●放大器:放大器一般是指由联网运算放大器组成的放大电路,可以放大输入信号的电 压或功率。放大器的主要类型有:1) 运算放大器:由三极管组成,能够进行数学运 算;2) 差分放大器:放大电压差。
●比较器:比较器对两个或多个信号进行比较,以识别并重新排列其顺序。比较器比较 输入信号的电压,并生成以0或1表示的数字信号。与放大器相比,比较器的转换速度 更快,时间延迟更短。主要应用于通信和便携式消费电子设备。
●视频滤波器:滤波器用于通过调整信号频率和时间响应来降低噪音水平和功耗。视频 滤波器在需要高分辨率视频的场景中采用,包括监控摄像头、高清电视和录像机。
●ADC(模数转换器):ADC是以连续时间间隙测量信号电压并将模拟信号转换成数字 信号的转换器。模拟信号到数字信号的转换过程通常包括采样和量化。ADC技术升级 的主要方向包括高精度、高速度、低功率、单电源和低电压。对ADC的需求通常高于 对DAC的需求。
●DAC(数模转换器):DAC是可以将离散的二进制数字信号转换成模拟信号的转换 器;30MHz以下的DAC通常被归类为高精度DAC。主要性能指标是分辨率、转换速度 和精度。
●接口:接口是接口电路中的一个关键部分,在接口电路中发挥信使的作用,在不同的 系统中传输数字信号。接口在模拟IC中广泛应用。主要的接口类型包括:电路防护、 隔离、电平转换、多路复用等。
信号链IC的技术发展趋势
●集成密度日益提高:信号链IC按更高的集成密度设计,以减少尺寸,降低功耗,提高数据传输速度。例 如,智能手机已经迁移到新一代产品,需要更高的数据传输速度。有了更高的集成密 度,信号链IC将更适用于便携式和高性能设备。
●高速信号传输: 5G技术的高速度和低延时为高速视频传输提供了更多机会。目前,智能手机、个人电 脑和平板电脑都采用Type C接口进行充电、数据传输和音视频传输。这将增加对信号 链IC高速信号传输的需求。
●高精度和低噪音检测: USB Type C接口技术的发展对充电电流的精度提出了更高的要求,这可以通过高电 压、高精度的运算放大器来实现。另一方面,5G基站和服务器需要更高电流和更高功 率的测试和控制,这需要高精度的运算放大器。
信号链:ADI、TI两强争霸
信号链IC是可以接收、传输、放大和过滤模拟信号的集成电路。信号链IC市场的龙头厂商包括亚德诺 (ADI)、德州仪器、安森美、美信集成、微芯科技和 瑞萨电子。根据思瑞浦的数据,对于占全球信号链IC市场很大一部分的放大器和比较器, 亚德诺约占全球市场29%的份额,其次是德州仪器,约占24%,而其余市场则相对分散,没有一家厂商的市场份额超过4%。在技术、产品组合的多样性和终端市场覆盖方面,本土信号链IC厂商与海外供应商之间仍 有很大差距。中国主要的信号链IC厂商包括思瑞浦、圣邦股份、芯海科技等,它们的全球 市场份额都在1%或以下。本土产品的市场渗透率在高端产品以及包括工业和通信在内的 终端应用中尤其低。