模擬/混合器件新貌(圖)

模擬/混合器件在數(shù)字技術(shù)大行其道的今天，不但沒有褪色，反而是煥發(fā)了更大的活力。現(xiàn)在，就讓我們看看它們在幾個熱點領(lǐng)域的表現(xiàn)吧。

液晶顯示背光驅(qū)動

LCD顯示器以其零輻射、對圖像的精確還原和顯示的穩(wěn)定性等特點，已成為顯示器的主流。不過，LCD只是一種電子控制的光閥，其本身不能發(fā)光，需要靠背光源才能產(chǎn)生可視的圖像。目前，常見的LCD背光源有兩種，一種是LED，一種是CCFL。CCFL多見于大尺寸的液晶電視中，其他尺寸的液晶顯示器皆使用LED背光源。而且，隨著RoHS標(biāo)準的生效，大尺寸液晶顯示器中的CCFL也有被LED取代之勢。

LCD的背光源是多個LED并聯(lián)實現(xiàn)的，而對LED的控制就是由LED驅(qū)動器所實現(xiàn)的。為了保持畫面的均勻顯示，單個LED的電流需要相互匹配，即彼此的電流強弱差別很小。同時，LED驅(qū)動器還擔(dān)負著調(diào)節(jié)LCD亮度的責(zé)任。目前，有兩種調(diào)光方式：模擬和PWM調(diào)光。傳統(tǒng)的模擬調(diào)光方式，就是通過直接增減LED上的電流來控制發(fā)光強度，缺點是會造成顏色偏移。PWM調(diào)光是通過數(shù)字脈沖反復(fù)開關(guān)驅(qū)動器來達到控制電流的目的。這種方式已經(jīng)成為各類開關(guān)電源的主要功能。當(dāng)然，PWM方式產(chǎn)生的噪聲是其一瑕疵。所以，也有人使用LDO來驅(qū)動LED。

各公司都在不斷推出LED驅(qū)動器的新品，Intersil公司新近推出的ISL97635就是其中之一。它可以驅(qū)動8通道的LED電流，每通道的電流匹配度為±1%，還可以對LED棧的前端電壓變化進行補償。LED的調(diào)光控制則通過SM總線，由外部PWM信號或可變直流輸入來控制。SM總線控制的調(diào)光允許PWM或可變直流進行256階調(diào)整。其中，PWM調(diào)光頻率為100Hz～5kHz。單個或多個LED通道可以被順序選中，實現(xiàn)RGB LED滾動顯示的應(yīng)用。同時，SM總線設(shè)定和一個外部PWMI信號還能合并在一起，提供符合Intel DPST規(guī)范的動態(tài)PWM調(diào)光。ISL97635還具有多種保護功能，包括短路、過溫、過壓、熱關(guān)斷、輸入過流等。

圖1是ISL97365的內(nèi)部框圖

同類型的產(chǎn)品還有Catalyst Semiconductor公司的CAT4008，其LED通道能夠在輸出電壓低至0.4V（當(dāng)LED電流為2mA～100mA時）時保持穩(wěn)流狀態(tài)；有輸出關(guān)閉引腳，該引腳可被用來關(guān)閉所有LED通道，而不必依賴串口發(fā)送數(shù)據(jù)。Maxim公司的MAX16807/8，它們的輸出電壓可達36V，寬亮度比為5000:1。

手機電池充電管理

隨著功能的不斷增加，智能手機儼然成為一部掌上電腦，而對供電的要求也就愈發(fā)多樣化。電池充電器已不單要對充電過程進行監(jiān)控，還要擔(dān)負電量監(jiān)視或電源選擇等功能。特別是越來越多的人在電池充放電時仍要進行操作，就使得充電器的電源路徑管理成為一個重要功能。通過這項功能，用電設(shè)備可以在不同的電源間智能切換。不過，對于這項功能，每個廠家的定義都不同。以Intersil公司的ISL9301為例，其具有兩個完全獨立的電源路徑，一個給系統(tǒng)負載供電，一個進行充電。當(dāng)輸出電壓降低到DPPM（動態(tài)電源路徑管理）的閾值時，該功能啟動，芯片會將大部分電流分給系統(tǒng)，其余部分用來充電。

此過程會進行到輸出電壓低于電池電壓時，芯片會在此時打開充電控制FET，給電池充電。ISL9301對充電電流進行了全程監(jiān)控，在恒壓充電階段，當(dāng)檢測到充電電流降低到可編程EOC（充電結(jié)束電流）時，EOC指示就會產(chǎn)生一個信號來表明充電結(jié)束。充電電流和充電結(jié)束電流可以通過外部電阻進行調(diào)節(jié)。另外，對充電安全的保護也是目前大家極為關(guān)注的問題，ISL9301對過壓、欠壓、短路、過流、過熱和充電溫度，都有相應(yīng)的監(jiān)控和防護措施。同類型的產(chǎn)品還有TI公司的Bq24070和Linear公司的LTC4088。

圖2 LTM9001結(jié)構(gòu)框圖

RF前端

RF前端是各種設(shè)備實現(xiàn)通信功能的前哨站，也是一些特殊應(yīng)用所必需的組件。通常，RF前端中的射頻濾波器通過通帶濾波選擇所需頻段的接收信號，低噪放大器(LNA)在放大所需信號的同時最小化噪聲，鎖相環(huán)(PLL)、壓控振蕩器(VCO)和混頻器聯(lián)合控制，將所需要的接收信號轉(zhuǎn)換到基帶或者中頻處理，信道選擇濾波器用于選擇所需的信道并抑制相鄰信道干擾；自動增益控制(AGC)維持很寬的動態(tài)范圍內(nèi)的輸入信號經(jīng)放大器的輸出功率恒定，最終的輸出信號經(jīng)ADC進入系統(tǒng)?？梢哉f，RF前端是個純模擬的產(chǎn)品。但是，現(xiàn)在興起了一種潮流，就是把ADC整合進模擬前端。這樣，RF前端就會直接輸出數(shù)字信號。對于系統(tǒng)設(shè)計和整體成本來說，其益處都是不小的。

Linear公司的LTM9001就體現(xiàn)了這種趨勢。其使用了系統(tǒng)級封裝（SiP），集成了高速16位ADC、匹配網(wǎng)絡(luò)、抗混疊濾波器、LNA和帶增益補償?shù)牟罘址糯笃鳌?/P>

LTM9001的IF范圍是300MHz，有8dB、14dB、20dB、26dB的固定增益；噪聲指數(shù)為5.9dB；集成了旁路電容，無須外部組件（挑選匹配電容是一件非常困難的工作，特別是對設(shè)計經(jīng)驗不足的工程師）；可選擇內(nèi)部高頻顫動；可選數(shù)據(jù)輸出隨機發(fā)生器。

ADI公司是較早將ADC集成進RF前端的公司。它們面向于WiMax的產(chǎn)品AD9354/AD9355不但集成了ADC和DAC，還集成了該收發(fā)器內(nèi)置兩個高靈敏度直接變頻接收機，具有信道選擇濾波功能，無須外部SAW濾波器。值得一提的是，因為工藝上的原因，SAW濾波器是很難被集成進RF前端的，所以，這一做法也間接地降低了系統(tǒng)成本。同時，該芯片內(nèi)置了晶體振蕩器，取代了外置的電壓控制、溫度補償晶振。
　　
結(jié)語

模擬/混合信號器件一直是電路世界的支柱。不過，隨著時代的前進，其一成不變的風(fēng)格也開始發(fā)生動搖，越來越多的數(shù)字智能化因素融進其中。相信這一變化，必將給電子技術(shù)帶來新的氣象