在 ADC 的技术和市场上，美帝企业如亚德诺（ADI），德州仪器（TI）等一骑绝尘！在全球市场份额上，其中 ADI 占有率最高，约为 58%，TI 的占有率约为 25%。不幸的是，在不平等条约—《瓦森纳协议》下，高性能的 ADC 芯片在美帝的出口管控之中，高端 ADC 芯片甚至完全禁运到中国。

什么是高端 ADC 芯片呢？简单来说，它是区别于消费电子市场的 ADC 芯片，主要应用在军工、航空航天、有线无线通信、汽车、工业和医疗仪器（核磁共振、超声）等对工艺、性能、可靠性要求极高的领域。

ADC 的基本指标

ADC 芯片主要看两个基本指标，一个是速度—Speed，一个是精度—Resolution。顾名思义，速度代表着 ADC 可以转换多大带宽—Bandwidth 的模拟信号，带宽对应的就是模拟信号频谱中的最大频率。精度就是衡量转换出来的数字信号与原来的模拟信号之前的差距。

ADC 第一步操作是对模拟信号进行采样，说到采样，小麒要先引入一个 20 世纪信息论中伟大的香农 - 奈奎斯特采样定理：为了不失真地恢复模拟信号，采样频率应该大于等于模拟信号带宽的 2 倍。换句话说，如果 ADC 的采样频率是 Fs（Hz），那么它可以转换的模拟信号带宽至多是 Fs/2（Hz）。

对应采样频率为 Fs（Hz）的 ADC，它在时域里 1 秒中可以采集（1/Fs）点的信息。对于 ADC 的速度指标，我们通常用单位 SPS（Sample Per Second）来表示，比如 1MSPS 代表着 1M Samples Per Second,对应的 ADC 的采样频率就是 1MHz，可以转换的模拟信号带宽至多是 0.5MHz。

ADC 第二步操作就是把采样的模拟信号量化成数字信号。数字信号代表的数值与模拟信号的真实数值之间的差距越小，代表着 ADC 的精度越高，我们通常用 N-bit 来表示精度，比如 10-bit 代表着数值之间的最大差距是 1/(2^10)。精度越高的 ADC，转换出来的数字信号越接近于原来真实的模拟信号。

ADC 的应用场景及性能要求

记住，ADC 芯片的速度和精度指标是相互折中，此消彼长的。对应于不同的应用场景，比如测量仪器、医疗电子、汽车电子、工业电子、有线 / 无线通信等，对 ADC 芯片的速度和精度都有着不尽相同的要求。在这里，小麒针对不同的应用场景做一下小小的总结。

1. 超低的信号带宽: 

转换频率很低，时间上变化很慢的信号，如应用于高精度的体重计，温度计等测量仪器，ADC 精度需求通常在 20bit 以上。

2. 低信号带宽:

转换频率低，带宽 100Hz 或者更小的信号，如应用于生物信号的测量，精度在 8bit-18bit 左右。

3. 音频带宽:

转换人耳可以听到的 20Hz-20KHz 的声音信号，如应用于耳机，Hi-Fi 上面，精度在 8bit-18bit 左右。

4. 视频和图像带宽:

在此，小伙伴们回想一下这些年电视画面的变化，从小时候看的有雪花点的模拟电视到现代的高清数字电视里面，图像是越来越清晰了，ADC 的性能需求也是越来越高了。模拟电视里面的 ADC 大概需要 20MSPS，8bit 的 ADC，而现代的高清数字电视则需要 80MSPS，12bit-14bit 左右 ADC。ADC 在成像中应用除了电视，相机等消费类电子，也包括医疗电子、如 X 射线、超声波、核磁共振等。

5. 通信带宽:

高大上的无线通信领域可以划分为两个部分，一个是手机终端，一个是基站。从 3G 到 4G，再到目前火热的 5G 通信，模拟信号带宽要求越来越大，但转换精度要求基本保持不变，显然易见，这两个部分对于 ADC 芯片的设计要求越来越高。

5G 通信下，手机终端需要 160+MSPS，12bit 的 ADC 芯片，基站里面需要 250MSPS-1GSPS，14-16bit 的 ADC 芯片

从管控的 ADC 芯片指标中，我们可以看出高速 ADC 目前有着相当高的技术壁垒。这些高速 ADC 芯片虽然每年出货量不到 10%，但却创造了接近 50% 的行业销售额。随着 5G、汽车电子、人工智能、物联网等的持续发展，预计到 2022 年，全球 ADC 芯片市场规模接近 750 亿美金。

而对于中国公司来说，想独立研发出上述性能指标的 ADC 芯片，没有数十年的长期积累和持续投入是无法赶超的。

但是国内企业在高速高精度ADC方面正在奋力追赶，一些产品已经走在国际前沿。

华为海思

苏州云芯微电子

苏州迅芯微电子

北京时代民芯

等等，

未完待续。