當前位置： 主頁 > 技術分類0 > 電子技術0 > 類比設計0 >

美國國家半導體率類比產品老將新兵撐起監控市場一片天

本文作者：admin 點擊： 2006-09-18 00:00

前言：

在心理學大師馬斯洛的“心理需求層級”理論中，明白指出“安全”對於我們的重要性，僅次於生理需求之後。說來也真無奈、又帶點兒感慨，當科技越進步、物質生活越豐富時，人類對安全的追逐卻越見熱烈，導致資安和監控系統的發展日漸蓬勃，也為半導體元件廠商開拓了新財源。

除了數位處理器和軟體發展紛紛輪番上場盡顯風華外，類比半導體元件的供應商自也不落人後，美國國家半導體近來即份外強化監控市場的戰略。美國國家半導體亞太區高速放大器及顯示器產品市場經理龔銘潭在剖析此一市場機會時表示，“監控系統的應用範圍非常廣泛，採用監控系統來監控路面情況以至倉庫和建築物等地的活動，目前在國內已相當普遍。然而要留意的是，不同的應用對監控系統有不同的要求”。他闡述說，部分客戶為求方便，喜歡採用傳統的類比視頻系統；但也有部分客戶希望裝設IP協定視頻監控系統。

照片人物：美國國家半導體亞太區高速放大器及顯示器產品市場經理龔銘潭

各取所需依照系統用途決定配套設備及半導體元件
不同的監控系統各有優缺點，必須因應不同情況裝設適用的監控系統，才可滿足不同的要求。那麼，怎樣才稱得上是一個“合適”的監控系統呢？龔銘潭給了一個扼要的答案：“監控系統需要什麼配套設備，完全取決於系統的用途”。以一般人家中的小型監控系統為例來說，只要配備小型的攝影鏡頭，加上較高的分辨度及類比傳輸技術的支援，便已很足夠。但裝設於店鋪之內的監控系統則要利用攝影鏡頭將店鋪的日常運營情況錄影，這樣的系統便需要配備特別的裝置，例如，要裝設一台數位錄影機，將店內的活動情況錄影，一旦發生罪案，也可翻查錄影，方便追究。

此外，像賭場這類地方的監控系統便需要裝設多個攝影鏡頭及監視器。這類系統需要加設開關設備，以便隨時切換不同的攝影鏡頭。至於採用類比還是數位傳輸技術較為理想，這要看實際的應用需要而定。對於長距離傳送來說，採用IP協定傳輸技術或光纖系統會有更好的效果，但短距離的傳送則較宜採用類比傳輸技術。

若進一步從“信號鏈”來看，類比半導體元件對於監控系統的好壞更有著絕對的影響力。龔銘潭打了個比方：類比放大器即擔負著驅動較長同軸電纜的任務，以便將資料傳送出去；而系統中的數位電路也需要模/數轉換器及乙太網介面產品的支援，由這些類比元件先將類比資料轉為數位資訊，然後利用CAT5電纜將內含相關資料的IP協定資訊封包傳送出去。換言之，由攝影鏡頭到主機到監視器的整條“信號路徑”都需要類比元件的支援。雖然數位信號處理器及FPGA等數位電路可以處理大量資料，但負責調節輸入及輸出信號的電路都是類比元件。信號若得不到適當的調節，系統的整體性能也會受到影響。

牌子老信譽好
專門提供如類比/數位轉換器及放大器等元件、身居類比技術領導供應商之一的美國國家半導體，面向不同監控系統要求，推出相應的解決方案；不意外的，他們都具有一個共同的訴求：高性能、低功耗，且可以輕易融入客戶的系統設計之中。此外，為客戶提供設計工具及世界級的參考設計，以節省客戶的設計時間，加上穩定可靠的供貨，都具有關鍵的加分作用，也是美國國家半導體可望在市場上脫穎而出的優勢所在。

美國國家半導體擁有信號路徑的專業技術知識、多元化的產品、世界級的設計和生產技術以及完善的技術支援，業已為國內的監控系統市場推出許多晶片產品，例如LMH6642/43和LMH6718高速放大器、DS90C241/124、DS92LV1021/1212和DS92LV18串列/解串器以及8位/10位的ADC08060和ADC10030類比數位轉換器。

◎放大器
LMH664X家族是真正的單端供應電壓回授放大器，擁有130MHz的高速和-62dBc的低失真效能，並可在不增加成本和功耗下，提供特高的輸出電流(約75mA)：130V/µs快速的輸出轉換率(slew rate)更可確保峰到峰輸出振幅，即使在高速環境下也能維持這個水平，因此只要3V的供應電壓便能獲得優越的40MHz帶寬。

而LMH6718雙組裝可編程增益緩衝(PGB)放大器可以輸出200mA的電流，且進入待機狀態時所耗用的靜態電流只有2.6mA。它將一般設於外部的Rf/Rg電阻結合到晶片內，無需外部元件的支持，也可輕易將增益設定為Av =-1、+1、+2，這個高集成度的優點不但可降低元件數目及縮小電路板面積，而且也為靈敏的輸入噪音節點提供較大的保護，比採用無掩蔽板上元件的典型設計更優勝。LMH6718晶片設有輸出級，可以驅動高電容、低電阻的負載，使失真率可以減至最低，還可加大輸出電壓擺幅，適用于雙、單端應用方案(例如可驅動同軸電纜的視頻線路)以及信號放大應用方案(例如驅動雙絞線上的單端變壓器)，是新一代高速應用的理想方案。

◎串列/解串器
DS90C241/DS90C124則是近期大量供貨的高速低電壓差動信號傳輸(LVDS)串列/解串器晶片組，其優點是可以利用一條可傳送嵌入式時鐘的LVDS差動雙絞線電纜(即兩條導線)來轉換24位元的資料。由於這款串列/解串器晶片組可以縮小資料路徑，因此可以減少印刷電路板層數和引腳數目，而且也確保系統可以採用較細小的電纜和連接器，從而節省系統成本。此外，它還擁有諸多優點：可支持長達10m的電纜；操作頻率介於5MHz～35MHz之間，可支持多種不同的平面液晶顯示器解析度；24:1串列資料淨荷(payload)及840 Mbps 帶寬；適用於–40°C～105°C的廣闊溫度範圍；交流電耦合支援可為串列線路提供短路保護；直流電平衡傳輸3.0V～3.6V的電壓範圍；解串器無需外置參考時鐘或振盪器的支援；可編程的預增強功能確保系統可在較長電纜上驅動信號，並減少電磁干擾。

DS92LV1021可將10位元並行CMOS/TTL資料匯流排轉成內置嵌入式時鐘的單一高速LVDS串列匯流排；而DS92LV1210則是反向作用的元件，可將接收的LVDS串列匯流資料轉換成10位元的平行匯流排及獨立的時鐘。這組套片可支援背板的大量負載資料或10m的纜線傳輸，由於單一輸出即可傳輸時鐘和所有的資料資訊，消除了時鐘到資料，以及資料之間的轉換偏差；嵌入式時鐘則保證了12位元週期的資料傳輸，可避免因線路擁擠所引起的傳輸誤差，捕捉每個關鍵畫面。

雖然一般來說，資料匯流排都以8位元/16位元傳送位元組資料的帶寬為主，但許多匯流排也需要同時傳送其他非資料性的資訊，如；控制、奇偶、幀、狀態等；DS92LV18的問市，即是為了因應客戶增加帶寬、以便傳送重要控制信號的要求而生的18位串聯/解串器，採用LVDS技術，可支援18位元的全面有效載荷，讓系統設計工程師不必在串聯/解串鏈路的一端或兩端進行額外資料處理，或將多個控制字或資訊包插入串列資料流程內(但提供緩衝及多個時鐘會令設計變得更加複雜)。

◎類比數位轉換器
ADC08060是內置追蹤及保持(On-Chip Track-and-Hold)電路的低功耗8位元類比數位轉換器，取樣率在20 MSPS～70 MSPS之間，但每一MHz時鐘頻率僅需消耗1.3 mW的功耗，斷電模式的靜電流僅有1 mW。同樣的，此一優越的DC-AC特性讓它只需3V便可運作。此外，它具有抗電路栓鎖(latch up)和短路電流(Short Circuit)的能力。通過獨立的輸出電源管腳支持3V～2.5V的介面電路，ADC08060的數位輸出可與TTL/CMOS相容；反之，其CLK和PD的數位輸入亦和TTL/CMOS相容。

ADC10030則是具有10位元解析度的高效CMOS類比數位轉換器，在單一5V電源供應、125mW的典型消耗下，取樣率高達30MSPS，足以因應資料信號的擷取和傳遞，減少漏失率。參考電壓和感測管腳讓使用者能和外部參考緩衝放大器連接，以確保最佳的精確度，在整個寬幅的操作溫度範圍內都不必擔心會丟失編碼資料。

結語
當龔銘潭談完監控市場的特徵，接著提到上述幾項美國國家半導體的代表性產品時，編輯特地查了一下它們的背景資料，發現這當中有早已面市多年的經典產品，只是現在轉而著重它在工業應用的部分；也有近期才開始力推、卻已在工程師族群引起良好迴響的新品。看來這招“老將新兵齊出動，滲透市場拓新局”的戰略，偕同原有及新近高效產品大舉揮軍入境工控市場的轉向，大致兌現了龔銘潭：“在這個不斷發展的過程中，美國國家半導體會繼續致力於監控系統的技術研發，以便為我們的國內客戶提供物超所值的解決方案”的承諾。

本月熱點 HOME

欄目熱點 HOME