有許多電子觀察家贊揚大量的數(shù)字芯片，這是有充分的理由的。當數(shù)十億個每個都在幾納米寬的微型晶體管協(xié)同工作時，發(fā)生了不可思議的事情。這些處理器通過數(shù)字化重塑了整個行業(yè)，從而實現(xiàn)了廣受吹捧的數(shù)字化轉型。但是，推動這一變化的數(shù)據(jù)從何而來？在這種模擬概述的狀態(tài)下，正在發(fā)生一種不太明顯但意義深遠的模擬轉換。

模擬技術可讀取讀數(shù)，連接無線設備并指揮聲音和運動。Analog還管理流經我們數(shù)字設備的電能。在我們的數(shù)字設備接觸現(xiàn)實世界的許多地方，都存在模擬。

模擬市場的很大一部分處于穩(wěn)定狀態(tài)。像2N2222這樣的通用晶體管將我們中的許多人引入了模擬市場，今天仍然存在。毫無疑問，分立器件有許多創(chuàng)新亮點，而更可靠的IGBT在功率開關中仍然起著至關重要的作用。RF晶體管使用諸如氮化鎵（GaN）之類的先進材料來獲得更高的頻率。但是，即使使用模擬EDA工具，分立晶體管設計仍需要深入的知識。

轉向優(yōu)化的集成功能

在運算放大器類別中，通用仍然是一回事。古老的LM741即將進入第七個十年。另一方面，專用運算放大器已成為一件大事。有很多選擇：高精度，低功耗，更高的電流輸出等等。軌到軌的突破產生了較低的電壓運行，例如3.3 VDC，而不是曾經要求的±12 VDC。

還有針對特定應用的更高級的運算放大器。音頻是理想的用例，因為它的頻率范圍很窄，可以優(yōu)化性能。幾家制造商專注于具有超低噪聲和總諧波失真（THD）的音頻運算放大器。

射頻功率放大器也正在增長。這些零件需要很少的外部組件，并且采用小包裝。它們通常優(yōu)化待機功率并傳輸功耗。借助已經完成的模擬優(yōu)化，無線設計變得更加容易。

圖1線性化器IC使用PA輸出和輸入信號來自適應地生成優(yōu)化的校正函數(shù)。Maxim Integrated

更高的集成度顯示出更多的模擬變化。首先從模數(shù)（A / D）和數(shù)模（D / A）轉換開始，這些轉換可從更緊密的集成中受益。運動控制是看到結果的領域之一。專用設備提供電流反饋，位置反饋，旋轉變壓器到數(shù)字轉換等。設計人員可以結合使用經過驗證的集成芯片，而不必重新發(fā)明通用零件的控制。

電源管理是集成的另一個主要重點，尤其是在尺寸，重量，功耗和成本（SWaP-C）很重要的地方。開關模式轉換效率可實現(xiàn)更小的設計，并具有更長的電池壽命。此外，集成的電源管理IC處理復雜系統(tǒng)設計中許多電源電壓的排序。

將數(shù)字權利帶入模擬接口

到目前為止，當今模擬轉換的最大力量是數(shù)字集成，它是比混合信號fab工藝更廣泛的概念。消除模擬噪聲和變化的一種可靠方法是在可能的情況下以數(shù)字方式工作。數(shù)字集成正在推動模擬系統(tǒng)設計的巨大變化。

MEMS傳感器越來越多地具有微控制器封裝。這些傳感器取代了需要外部A / D轉換的模擬流，而在I2C或SPI上傳送數(shù)據(jù)。傳感器中的數(shù)字校準和補償功能使讀數(shù)隨時可以使用。采樣和濾波也是數(shù)字控制的。傳感器融合可以提高精度，例如，通過合并來自加速度計和陀螺儀的讀數(shù)。

MIMO天線和相控陣的趨勢也在推動變化。模擬前端（AFE）可以實現(xiàn)均衡，波束成形以及對陣列元件進行更多的RF處理。這種方法可以增強信道估計并優(yōu)化功率，并支持動態(tài)頻譜使用。

圖2RF數(shù)據(jù)轉換器結合了高性能模擬和數(shù)字信號處理功能，可用于多種無線設計。資料來源：ADI公司

傳感器系統(tǒng)也使用AFE進行配置。傳感器系統(tǒng)的另一個變化是機器學習（ML）。在大型傳感器網絡中，將所有數(shù)據(jù)發(fā)送到某個地方進行處理會消耗網絡帶寬。在這里，啟用了ML的傳感器可以完善控制模型，然后僅在需要時或出現(xiàn)越界條件時才發(fā)送原始數(shù)據(jù)。

數(shù)字優(yōu)先的設計師進來

最近，全球行業(yè)分析師預測，到2027年，2020年模擬IC市場的規(guī)模將達到563億美元，復合年增長率為4.8％。數(shù)位優(yōu)先的設計師看到，他們無需模擬專家即可使用這些集成部件。這種趨勢將以新穎而令人興奮的方式擴大市場。

沒有模擬，就沒有數(shù)字轉換。在Planet Analog上，我將專注于幫助制造商，IoT設計師和系統(tǒng)工程師發(fā)現(xiàn)，添加和使用模擬功能。這可能對某些模擬工程師也有幫助。在我們共同學習的過程中，我希望能收到您的來信。

在通用動力公司的導彈制導系統(tǒng)上工作了十年之后，唐·丁格（Don Dingee）成為摩托羅拉（Motorola）的VMEbus和單板計算機技術的推廣者。他撰寫了有關Planet Analog的傳感器，ADC / DAC和信號處理的文章。

編輯：hfy