类比半导体姜宇：高精度Sigma Delta ADC产品，打造“芯”桥梁

集微网消息，在真实世界与数字世界之间，ADC（模数转换器）是连接两者之间的重要桥梁，可以将真实世界产生的模拟信号转换成更容易处理的数字形式。在消费电子、工业、汽车电子、通信设备等领域，需要更高精度或更低功耗的数据采集需求，类比半导体丰富的Sigma Delta型系列ADC产品则可以满足不同应用场景的技术要求。

3月31日下午14点，集微网举办第62期“集微公开课”活动，特邀类比半导体资深系统工程师姜宇，进行了主题为“类比高精度Sigma Delta ADC产品在汽车和工业领域的应用介绍”的在线直播讲解，详细阐述类比半导体ADC产品亮点、功能特性、技术原理、产品种类、以及典型应用案例等。

注重自主研发和技术创新

类比半导体成立于2018年，是一家模拟及数模混合芯片和解决方案供应商，由一批来自于国际顶尖半导体公司的本土工程师创建，主要布局模拟前端（AFE）、数据转换器（Data Converter）、线性产品（Linear Product）、电源管理（Power Management）、电池管理（BMS AFE）、微控制器（MCU/DSP）等六大产品方向，面向工业、汽车、医疗、通讯等市场。

自成立以来，类比半导体始终坚持自主研发和技术创新。截至目前，已拥有68项发明专利、6项实用新型专利、6项PCT国际专利。

在混合信号芯片设计方面，类比半导体具备高精度ADC/DAC设计及量产测试技术，高速接口及时钟设计及量产技术，高性能混合信号集成方案构架设计，高精度运放、参考等技术等；在数字端MCU/DSP混合信号芯片设计方面，研发出超低功耗技术，特色模拟IP开发与集成技术，数字架构、特色数字IP和顶层设计，高可靠MCU电源管理系统、时钟系统，高精度混合信号集成MCU设计等。

姜宇表示，类比半导体非常注重体系建设，现已通过ISO 26262汽车功能安全管理体系ASIL D最高安全等级认证，标志着类比半导体已具备提供更高品质和更安全的车规级芯片产品的能力。

“2019年，类比半导体首颗工业电池设备芯片一次流片量产，该产品是国内首款用于该领域的模拟前端产品，填补了国内空白。”姜宇介绍道：“2020年，类比半导体多款通讯基站芯片实现量产；2021年，第二代工业锂电池设备芯片量产，同时开发用于医疗、工业、汽车市场领域的产品；2022年，陆续发布车规级ECG模拟前端芯片、车规级离手检测HOD芯片、工业及车规级电流检测放大器、16-32Bit ADC、车规级电机驱动芯片等多款产品。相关产品获得客户广泛的认可。”

ADC基本类型

ADC：即模拟数字转换器，常见为电压、电流、电容等模拟量转换为数字量。根据不同的应用场景，目前市面上的ADC产品主要有Σ-Δ型、SAR逐次逼近型、Pipeline流水线型、Flash等不同设计架构。

其中，Σ-Δ型ADC由1BIT DAC、1个比较器、积分器、加法器以及后端的数字滤波器和下抽取构成，具备时钟频率需要固定不可变、延迟高、数据输出速率低、噪声低等特点，采样分辨率可高达32bits，主要应用于高精度数据采集，特别是传感器、地震勘探仪、音频系统、电子测量等领域。

姜宇表示，Σ-Δ型ADC主要通过过采样、噪声整形、数字滤波器和下抽取等步骤，来降低噪声，获取更大的动态范围，以获得更高的数字分辨率。

雄厚的ADC研发实力

当前，随着5G、人工智能、物联网、汽车电子等新兴领域所需的产品或技术对信号处理的需求（包括速度、精度、噪音等）增长迅速，市场对高精度ADC产品的需求也“水涨船高”。

姜宇指出，类比半导体紧跟市场需求，加强研发投入，已推出多款业界领先的SD ADC系列产品，包含ADX1xx系列、ADX32x系列、ADX5xx系列、ADX8xx系列等，覆盖16bits~32bits分辨率，数据输出速率1kSPS~60kSPS，具备低功耗、微噪声、高线性度、多通道等不同特点，可满足目前市面上大部分高精度ADC的需求。

超低功耗系列ADC——ADX1xx

ADX11x系列主要应用于对直流或低速信号的高精度检测场合，可以实现电池的电压/电流检测、温度或压力信号的采集并应用在对功耗要求较高的手持类产品中。具有低功耗、高集成度、小体积、高精度、低成本等优势。

ADX1xx系列产品内部集成低温漂参考源、可编程增益放大器、数字比较器和时钟源；内置高精度PGA可以实现1.5LSB的最大偏移误差和0.1%的最大增益误差；内部集成高精度温度传感器，可应用于热电偶测量、电池电压和电流测量、压力测量、工厂自动化测量等。

姜宇表示，在变压器系统中，ADX1xx系列产品可配合传感器采集压力、流量、液位等信号。在储能系统中，ADX1xx系列产品可以用于电池包总电压/电流、绝缘电阻检测、继电器粘连检测等，其高分辨率和采样率可满足大部分电压电流的检测精度要求，实现对BMS系统里多个矢量点的检测。

目前ADX1xx系列产品已经在储能、医疗、汽车、工业传感器领域客户中实现批量供货。

多通道同步采样ADC——ADX32x

ADX32x系列产品支持2/4/6/8通道，内部集成诊断、测试、监测等安全功能以及一系列运放功能，同时支持SPI和Daisy Chain；在电池管理系统、数据采集系统、断路器或继电器保护、电池测试设备以及商业和住宅电表、储能系统等场景中有着非常广泛的应用。

姜宇指出，在心电图机系统中，ADX3228采用8通道同步检测，内部高集成度(心电信号采集、导联脱落检测、Buffer)，超低输入噪声，能更加精确的采集心电信号和起搏信号。

目前，ADX32x系列已批量出货，车规级双通道型号ADX320Q/ADX3202Q已经量产。

高性能系列ADC——ADX5xx

ADX5xx系列产品拥有高精度、超低噪声，无噪声分辨率高达23 Bit，数据输出速率高达60kSPS，内部集成错误检测和监测功能，主要应用于工业传感器/PLC、测试测量仪器、医疗仪器（血压，血氧，体温）等领域，尤其适用于微弱信号的数据采集系统。

ADX5xx系列产品内置灵活的数字滤波器，不仅可以调整分辨率和数据输出速率，还具备50/60Hz工频抑制选项，在工业控制等电磁复杂的环境中仍能提供准确可靠的测量。

姜宇透露，高端PLC测量0-5V量程要求达到万分之一的精度，而ADX516整体系统误差约为0.0064%小于万分之一，意味着ADX516可以应对工业领域里边最高精度的挑战。此外，ADX516也已经送样。

超低失真系列ADC——ADX8xx

ADX8xx系列是类比超高精度、超高分辨率ADC产品的代表之作。该系列产品拥有极低的噪声和失真以及出色的线性度表现；内置FIFO，降低MCU负载，降低唤醒次数，节约系统功耗；同时增加数据传输CRC校验、数字I/O短路保护、芯片偏移和增益快速校准等安全功能，可提供地震、山体滑坡、石油能源勘探单芯片解决方案。

姜宇表示，该系列已推出数款产品，从ADX820到ADX829，性能依次增加，可一次设计，得到多种性能的产品。

此外，姜宇还指出，在系统架构、选型、器件验证、检测认证等整个产品的开发周期内，类比半导体可提供包含数据手册，产品简页/研讨会，产品选型手册，评估版软件和硬件，原理图PCB，封装尺寸，Driver Code以及可靠性报告和质量报告等多种ADC设计资源。