數位專家們:醒醒並嗅到類比現實吧!

作者 : Bill Schweber,Planet Analog

從廣義上來看,不可避免的是,數位只是類比的一個子集。當然,這說法有點自戀,但這並不意味著這樣的說法不是事實…

簡介:筆者受邀為Planet Analog提供有關類比問題、設計、元件等方面的常規見解,而且我是透過Analog Angle部落格選擇(我寧願稱其為「專欄」,而不是部落格)。我很高興這樣做,因為我已經進入類比工程和編輯界多年了。

我們已經聽過這些重複的說法:「所有的東西都將走向數位化」,以及「類比已死/垂死中」。我只能說,針對第一個陳述是「Yes」,而對於第二個說法則是響亮的「No」,並帶點輕微惱火的態度。我感覺第二個說法是來自三個群組:「新手工程師應該了解更多,並且很快就會了解」;「還不需要了解的軟體編碼人員」,以及「還不太了解和可能永遠不會的『華爾街』產業分析師」。

這就是實際的情況,不是我所看到的。但根據「更高權威」的定義——物理定律,從廣義上來看,不可避免的是,數位只是類比的一個子集,當然,這說法有點自戀,但這並不意味著這樣的說法不是事實。

無法迴避這個現實。當系統時脈從幾百MHz到GHz及更高區域的範圍增加,以及資料傳輸速率從數百Mbps到數十Gbps的成長,也許數位設計師難以解決的物理問題,在自然界主要是類比的技術。我們正在談論訊號完整性、符碼間干擾(Intersymbol interference,ISI)、眼圖、有線/無線/光學驅動器和接收器、開關電流,以及電磁干擾(EMI)/射頻干擾(RFI)和電磁相容(EMC),僅適合初學者。這些以前溫和(甚至可忽略)的問題現在抬起了類比頭,並將乾淨整潔的「1」和「 0」世界變成一個嚴峻的環境,以得到從A點到B點完整無誤的訊號。

高速、高效能數位電路和系統設計者的關聯無所不在,這對於進行出色的數位設計還遠遠不夠。任何「在紙上」的示意圖都只是一個開始,PCB佈局、訊號接地,寄生電感和電容,以及相鄰訊號等所有問題都會影響你優雅設計的物理實現。

對於那些從事相對低速數位工作的人來說,不要太放鬆:類比也沒有「放過」你。你仍然需要擔心電流、返迴路徑、接地迴路、屏蔽、隔離、IR壓降、開關、源和負載,以及時序問題。

當我未來數周和數月談論以類比為中心的話題時,提供給你的基本訊息很簡單:即使你名義上是數位設計師,也請複習類比。我並不是說你必須回到Maxwell的方程式,而是必須要留意電壓、電流、迴轉(slewing)、雜訊、電源、接地,熱問題和溫度係數…等永恆基礎。

上述那些永恆基礎就是我要去的地方,邀請你加入我的旅程。

(參考原文:Hey, Digital Guys: Wake Up & Smell the Analog Reality!,by Bill Schweber,EDN Taiwan Anthea Chuang編譯)

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