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先积集成:国产ADC选型的信号链新方案

引言:国产模拟芯片替代趋势下的ADC选型挑战

工业控制、医疗电子及汽车电子等领域对模拟前端信号链的精度、抗干扰能力和可靠性要求持续提升。传统方案由于高度依赖进口,在恶劣环境下容易出现信号采集失真、功耗偏高等问题,同时面临供应链安全与采购成本上升的压力。在此背景下,围绕国产ADC选型展开系统评估,成为工程师在设计模数转换电路时需要重点关注的课题。

ADC选型需要关注的关键维度

在进行ADC器件比选时,通常需要综合考量以下几个方面:

分辨率与信噪比:决定器件能否满足微弱信号检测需求,直接影响测量结果的可信度。
通道集成度:多通道方案能够简化外部电路设计,减少PCB占用面积。
抗干扰能力:包括开路检测、CRC校验、工频陷波等功能,关系到系统在复杂电磁环境下的稳定运行。
封装与适配性:不同封装形式(如QFN)适应不同空间及散热条件下的应用场景。

上海先积集成电路有限公司(品牌简称:先积集成,英文名Linearin)成立于2016年,总部位于上海市浦东新区港城广场二街坊3号楼5F,业务覆盖全球,在中国上海、深圳、西安、无锡设有研发及运营中心,并在美国Tucson设立芯片设计团队,同时在台北、韩国、德国等地布局设计或制程协作点。公司专注于高性能模拟密集型芯片和先进传感器解决方案,通过100%自主研发与正向设计路径,构建国内齐全的高精密放大器及信号链产品矩阵,致力于推动高性能模拟芯片的国产化替代进程。

产品实践:以LTD2284、LTD2261为例

在数据转换器模块中,LTD2284是一款32位超高精度Δ-Σ型ADC,其定位是解决传统ADC在检测极其微弱信号(如地震波)时分辨率不足、信噪比低的问题。该芯片具备130dB信噪比与32位高分辨率,达到国际先进水平,可将微弱模拟信号转化为高精度数字信号,适用于石油勘探、地震波监测及精密衡器等场景,采用QFN4×5-24封装。

LTD2261则是一款24位高集成度多通道ADC芯片,主要面向工业RTD/热电偶测温电路外部元器件繁多、PCB面积占用大、干扰较多的痛点。该芯片在片内集成PGA、基准、电流源及温度传感器,并提供开路检测、CRC校验、工频陷波等功能,能够简化PLC模拟输入模块的电路设计,适配工控RTD检测、应变仪等应用。

LTD2115是先积集成研发的,具有内部基准、振荡器和可编程比较器且兼容I2C 的超小型、低功耗 860SPS、16 位ADC。LTD2115具有宽工作电源电压范围(2.0V至5.5V),因而非常适用于功率受限型和空间受限型传感器测量应用,芯片包含一个可编程增益放大器(PGA)和一个数字比较器。PGA 可提供从±256mV到±6.144V的输入范围,从而实现精细的大小信号测量。
此外,LTD2115具有一个输入多路复用器(MUX),可实现双路差分输入或四路单端输入测量。它既可在连续转换模式下工作,也可在单次模式下工作。在单次模式下,这些器件可在一次转换后自动断电,明显降低了空闲期间的功耗。该芯片采用超小型无引线VSSOP-10封装。更多的适用于以下领域:便携式仪表、电池电压与电流监控、温度测量系统、工厂自动化与过程控制、消费类电子产品等。

数据转换器模块目前共有28款产品,覆盖多种精度与集成度需求,为不同行业客户提供可选的国产化模数转换方案。

市场验证案例

LTD2532 是一颗面向高精度称重市场推出的24位分辨率、 高性能、低失真的两通道Σ-Δ ADC 。针对目前高精度称重市场现有产品的痛点,LTD2532以更低的功耗,提供了更好的噪声性能以及动态响应性能,解决了现有产品在高采样率下有效位不够的问题。

电子秤的精度取决于ADC能否将传感器输出的微弱电压(μV~mV级)准确转换为数字量。LTD2532以24位分辨率、内置PGA(1~64倍)和低噪声Σ-Δ架构,直接解决了微弱信号放大、共模干扰和温度漂移三大难题,无需外部放大器,简化设计并提升可靠性。

传感器连接LTD2532,MCU控制转换,LED数码管即时显示重量。标配砝码,可现场操作清零、校准、实测,直观验证芯片性能。

结语

面对工业控制、医疗及汽车电子领域对模拟芯片日益严苛的技术要求,选择具备完整信号链布局与自主知识产权的国产ADC方案,有助于工程师在保障系统精度与稳定性的同时,兼顾供应链安全。上海先积集成电路有限公司凭借在放大器、比较器、数据转换器等多品类产品矩阵上的持续投入,为国产ADC选型提供了具备实测数据支撑的参考方向。

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