现今，各类创新的模拟前端（AFE-Analog Front End）已广泛应用于有线和无线通信、工业电子以及消费类产品等多个领域。这些 AFE 包括专用和通用型，以满足多样化的市场需求。
通常情况下，AFE被设计成通用单元。它可能包含少数数字电路和大多数模拟电路器件，通过一个简单的状态机控制多路转换器，将信号传输给一个或多个数据转换器。同时，AFE也可以主要由数字电路组成，辅以一些模拟电路器件，其中包括一个或多个数据转换器，并搭载其他微控制器外设。所有这些 AFE 共同的特征是其数据转换器，包括数字模拟转换器（DAC）和模数转换器（ADC）。虽然各个 AFE 的 DAC 结构相对一致，但 ADC 结构则可能采用Δ-Σ、连续渐近和流水线架构等不同形式。每种架构在容吐量、分辨率、等待时间、滤波要求、功耗和硅占位面积等方面存在一定的局限性，因此在不同的目标应用中发挥不同的功能。
这些不同的转换器架构因其在特定应用中的表现而异，形成了各具特色的产品。
通用 AFE
一些公司，例如ADI、Linear、Maxim和Silicon Labs，通过采用硅CMOS技术，增强了仪器型ADC的编程能力。这些公司在编程能力的类型上存在差异，有的采用状态机，而有的采用微控制器。比如，Linear 公司的 ADC 具有引脚短接编程多路转换器的功能，这种性能备受过程控制系统或传感器设计工程技术人员的喜爱。
不同的供应商对于多路 ADC AFE 的设计存在差异。这种差异可能表现在引脚短接或寄存器控制上，通过并行接口对单或多个数据转换器进行编程。
在模拟前端（AFE）的设计中，内插设计相对简单，因此将该功能内插到AFE中是一种可行的选择，并且有助于简化数字主机芯片对其进行传输的过程。这也意味着芯片间的接口可以以更低的速率工作，从而消除了可能的电磁干扰源。
设计工程师可能会惊讶地发现，采用Delta-Sigma（D-S）转换的频率可以达到几兆赫兹。最初，D-S应用的目标是高分辨率、慢速响应的应用（例如称重）；后来逐渐应用到音频领域。随着工艺的进步，D-S结构的取样速度已经增加到20Msamples/s，有效带宽增加到2.5MHz，并提供16位的有效分辨率。
然而，尽管D-S转换在窄带无线应用（通过分立PF信道的语音通信）中具有吸引力，但其架构并不适用于宽带应用。相反，连续渐近转换器通常用于高速带宽应用，如工业控制和测量。目前，16位300Msamples/s的连续渐近转换器已经变得普遍。
流水线转换器的成本较低，适用于仅需要8位或12位分辨率以及10Msamples/s转换率的应用。流水线架构导致等待时间的增加，但具有较高的芯片处理效率。一个12位的流水线转换器需要4095个比较器和一个较大的芯片，导致芯片功耗较高。
相较而言，通过分级转换，流水线转换器所需的比较器数量大大减少，但这要以牺牲6个或7个等待时间周期为代价。等待时间只是反馈控制系统中的一个潜在问题。在通信系统中，这并不是一个问题，因为转换器的等待时间相对于整个信号链的延迟来说微不足道。
此前，人们曾讨论在DAC之前放置插入式滤波器的原因。尽管Maxim公司的MAX1402在D-S转换器之后包含一个分样滤波器，但在流水线ADC的输出中并不包含分样滤波器。从经济的角度来看，在采用价格较低的ADC时，可以在模拟域中加入一个表面声波滤波器和其他滤波器。
有线通信用AFE
在有线通信领域，DSL和其他有线通信模式是AFE市场的重要组成部分。一些领先的公司如ADI、TI、STMicro等，推出了专为此应用领域设计的产品。
随着有线网络标准的不断制定，有线通信领域呈现出新的挑战。ADI公司的AD9865是一款支持有线网络、VDSL和HPNA（家用电话线网络联盟）宽带调制解调器的创新产品。STMicro公司也推出了一款新的AFE，作为2芯片组的一部分，用于USB基速率自适应ADSL调制解调器。MTC20154包含一个12位DAC和一个13位ADC，两者运行在8.8Msamles/s的速度上。在该芯片组中，几乎所有的数字处理由MTC20455芯片执行。
无线通信用AFE
蓝牙和IEEE802.11标准继续推动着无线AFE市场的发展。STMicro公司的STLC2150是一款完全集成的蓝牙单芯片无线电收发器，与各种标准的Blue RF接口基带处理器协同工作，其中包括STLC2410。TI的AFE8201则是一款更通用的AFE，专为软件无线电中的IF接收信道设计。它取样窄带（2.5MHz或更低）IF信号，并对信号进行数字混频、滤波和分样到基带。
工业电子用AFE
ADI公司的ADS7869瞄准工业市场，是一款12通道3ADC的马达控制前端。该AFE提供3个全差分输入，每个输入连接到窗口比较器和符号比较器。芯片的并行端口数字接口可以配置成不同的标准。此外，还有一个用于控制的串行外设接口（SPI）。
信息家电用AFE
Philips公司的TDA875A是一款3路8位视频数据转换器，广泛应用于液晶显示（LCD）监视器、投影机和电视。该IC接收模拟RGB或YUA信号，并将其转换为数字输出，用于支持高分辨率（高达QXGA，2048×1536，85Hz）的高速平板显示或高保真电视。在成像链路的输入端，ADI公司为CCD和CMOS数字成像应用提供了专用的AFE定制产品。
结语
混合信号AFE芯片非常适用于各种应用，不论是专用还是通用。采用AFE技术可以加速系统设计和产品上市时间。