Аналоговые ИМС: почему они всё ещё нужны

Цифра не вытеснила аналоговые микросхемы, потому что мир аналоговый: звук, свет, температура, радио, питание.

Что до сих пор делают аналоговым:

Операционные усилители и компараторы — усиление и сравнение сигналов.
Источники опорного напряжения (TL431, LM4040) — точные вольты для АЦП.
АЦП и ЦАП — мост между миром и цифрой.
Стабилизаторы — питание.
Драйверы — управление мощными ключами.
ФАПЧ и синтезаторы — генерация частот.
Фильтры — аналоговая фильтрация до оцифровки.

Почему не всё цифровое: оцифровать сигнал можно только после фильтрации (антиалиасинг), а фильтр — аналоговый. Питание нельзя «посчитать» — его надо стабилизировать физически. Радио требует смесителей и усилителей.

Плюс цена и потребление: аналоговая микросхема на 20 транзисторах делает работу, на которую цифровой нужен процессор с АЦП, и делает это без прошивки и без задержки.

Особенность аналоговых ИМС: параметры разбросаны от экземпляра к экземпляру. Даташит даёт типовые и максимальные значения, и схему проектируют по худшему случаю. Отсюда подстроечные резисторы и калибровка.

Практический вывод: хорошее устройство — это цифровая часть плюс аккуратная аналоговая обвязка. Плохой АЦП не спасёт фильтрация в коде, а хороший АЦП испортит шумное питание.

Проверь себя

Почему нельзя отфильтровать сигнал только в коде после АЦП?

АЦП уже оцифровал всё, что попало на вход, включая помехи выше половины частоты выборки — они «свернулись» в полезную полосу (алиасинг). Убрать их цифровым фильтром невозможно, нужен аналоговый фильтр до АЦП.