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ADC（模数转换器）与DAC（数模转换器）芯片是连接模拟世界与数字系统的核心元器件，广泛应用于通信、工业控制、医疗设备、消费电子等领域。以下是它们的核心技术原理、类型及市场应用解析：

一. 基本概念与作用

1、ADC（Analog-to-Digital Converter）

将连续的模拟信号（如声音、温度、电压）转换为离散的数字信号，供数字系统（如MCU、FPGA）处理。

典型应用：传感器信号采集、音频输入、仪器测量。

2、DAC（Digital-to-Analog Converter）

将数字信号还原为模拟信号，用于驱动执行器或输出设备（如扬声器、显示屏）。

典型应用：音频输出、电机控制、波形生成。

二. 核心技术指标

1、分辨率：

ADC：以位数（bit）表示，如12-bit ADC可将输入电压分为2^12=4096级。

DAC：同理，位数越高，输出模拟信号越精细。

高精度场景：工业仪表需24-bit ADC（如ADI的AD7768），音频DAC需32-bit（如ESS Sabre系列）。

2、采样率（ADC）与更新率（DAC）：

ADC采样率（单位：SPS，每秒采样次数）决定信号捕获速度，如5G通信需1 GSPS以上高速ADC。

DAC更新率影响输出信号实时性，视频DAC需数百MHz速率。

3、信噪比（SNR）与总谐波失真（THD）：

关键音频指标，高端音频DAC的SNR需＞120dB（如TI的PCM1794A）。

三 主要类型与架构

1、ADC类型

（1）、逐次逼近型（SAR ADC）

中等速度与精度（12-18 bit，1 MSPS以下），低功耗，适合传感器、电池供电设备。

代表型号：ADI的AD7980（16-bit, 1 MSPS）。

（2）、积分型（Delta-Sigma ADC）

高精度（16-32 bit）、低速度，适合工业测量、音频。

代表型号：TI的ADS1262（32-bit, 38kSPS）。

（3）、流水线型（Pipeline ADC）

高速高精度（12-16 bit, 10 MSPS以上），用于通信、雷达。

代表型号：ADI的AD9213（12-bit, 10.25 GSPS）。

（4）、Flash ADC

超高速（GHz级）、低分辨率（6-8 bit），用于示波器、射频采样。

2、DAC类型

（1）、权电阻网络DAC

结构简单，精度受电阻匹配限制，适用于低速场景。

（2）、R-2R梯形网络DAC

成本低，抗干扰强，常见于音频设备（如AKM的AK4499EQ）。

（3）、Σ-Δ型DAC

高分辨率（24-bit以上），用于高保真音频（如ESS ES9038PRO）。

（4）、电流舵DAC

超高速（GHz级），用于通信基站、视频信号生成。

四 关键应用场景

1、通信系统：

5G基站：高速ADC（＞1 GSPS）用于射频信号采样，高速DAC生成调制波形。

光纤通信：相干光模块需18-bit ADC（如ADI的AD9208）。

2、汽车电子：

电池管理系统（BMS）：16-bit ADC监控电芯电压（如TI的BQ34Z100）。

自动驾驶：激光雷达需12-bit 100 MSPS ADC处理点云信号。

3、消费电子：

智能手机：音频编解码器集成ADC/DAC（如高通WCD9385）。

相机：CMOS传感器内置ADC转换光信号。

4、工业与医疗：

电力监控：24-bit ADC测量电流/电压（如ADI的AD7779）。

医疗成像：MRI设备需高动态范围ADC（如TI的ADS1298）。

五. 市场趋势与挑战

1、技术升级：

AI边缘计算：低功耗ADC/DAC需求增长（如智能传感器）。

车规级芯片：AEC-Q100认证的ADC/DAC成为车企刚需。

2、国产替代：

华为海思、矽力杰等企业发力中高端ADC（如海思Hi3559A内置14-bit ADC）。

国际大厂（ADI、TI）仍垄断高端市场（＞18-bit、＞1 GSPS）。

3、供应链风险：

车规级ADC（如NXP的MC33775）交期延长至40周以上，分销商需备货策略。

美国出口管制限制高性能ADC（如＞600 MSPS）对华销售，推动国产化进程。

六. 选型建议

1、精度与速度权衡：

工业测量选24-bit Delta-Sigma ADC，通信选高速流水线ADC。

2、功耗敏感场景：

物联网终端优先SAR ADC（如MAX11108）。

3、系统集成：

选择内置ADC/DAC的SoC（如STM32 MCU）以降低成本。

七、代表厂商

1、国际巨头：ADI（领先高端市场）、TI、Maxim（现属ADI）、Microchip。

2、国产厂商：上海贝岭（BL1088 ADC）、晶华微（HSDC系列）、思瑞浦（TPC系列）。