【应用】低噪声24位Σ△ADC LH001-55用于压力变送器，最高ENOB可达23位

时间： 2022-06-28 来源：领慧立芯

技术问答

压力传感器是工业实践、仪器仪表控制中最为常用的一种传感器，并广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。

目前，压力传感器在医疗行业应用中也有着明显提升，如精度、可靠性、稳定性、体积等参数较以往都取得了突破发展，并在呼吸器械、输液泵、压力泵、诊断器械和多种监护仪中扮演着关键角色，压力传感器助推医疗数字化进程。

什么是压力传感器呢? 压力传感器是指能按照一定的规律将压力信号转换成可用、可输出的电信号的器件或装置，通常由压力敏感元件和信号处理单元组成。它主要是由测压元件传感器、测量电路与过程连接件等组成的（进气压力传感器）。压力传感器市场调研显示，在全球市场中，压力传感器在传感器整体市场中的份额占比在20%左右，仅次于流量传感器，是第二大传感器产品类型。

全球压力MEMS市场达到16.85亿美元，由于新冠疫情，预计到2020年将略微降至16.45亿美元。到2026年，整个市场预计将增长至22.14亿美元，复合年增长率为4%。ADC(模数转换器)作为工控测量系统的核心部件，负责将压力传感器的模拟信号进行模数转换后，送给主控MCU进行校正等一系列的处理。

领慧立芯推出的LH001-55，是一款低噪声24位Σ△ADC，提供完整的高分辨率测量解决方案。最高有效位达（ENOB）可达到23位。集成多路选择MUX和增益可调PGA，可灵活处理差分或单端信号。可编程滤波器允许用户在分辨率和输出速率之间做最优的选择。

芯片内部集成了可编程激励电流源以及温度传感器。同时集成了12位电压输出型DAC。4-线SPI接口，支持菊花链扩展多路ADC实现同时采样。图2位芯片的结构框图。该芯片还有一个亮点就是在正电源电压的条件下可以精准测量小于-0.1V的绝对负压信号。

图3是LH001-55的评估板，主要是由AFE(LH001-55)，通用MCU等组成。领慧立芯提供全套的软件演示方案。演示程序可以执行采样ADC输入信号，将数据通过1500000串口波特率发送。使用串口调试助手可以读取数据。数据格式为：通道，ADC CODE, 电压（mV），例程同时还有DAC和电流源输出。

图3 LH001-55评估板

LH001-55的关键指标

低噪声可编程增益放大器（PGA）和高分辨率24位模数转换器（ADC）

最高有效精度（ENOB）23位

可编程增益：1/2/4/6/8/12/24/48

4路差分输入或者8路单端输入

支持增益误差、失调误差自校准

最大积分非线性：13 PPM/FS

可编程输出速率：2.5SPS-30kSPS

连续采样模式：525µA

休眠电流：0.2μA

12位电压输出型数模转换器（DAC）

输出范围：0~2.5V

支持最大电阻负载 1kΩ，电容负载200pF

集成温度传感器
集成两路可编程激励电流源：

100nA/50μA/100μA/250μA/500μA/750μA/1mA

内置16MHz振荡器，±3%精度
电源

模拟：2.4V至3.6V

数字：1.7V至3.6V

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