类比提供16~32bits Σ-Δ ADC全系产品，广泛用于储能系统、微弱信号采集和能源勘探等领域

时间： 2022-12-08 来源：类比半导体公众号

技术问答

在电子系统设计中，模数转换器（ADC）是信号链设计中最重要的电子器件，属于模拟芯片中难度较高的一部分， ADC也被称为模拟电路皇冠上的掌上明珠。ADC主要用于将真实世界产生的模拟信号（如温度、压力、声音、指纹或者图像等）转换成更容易处理的数字形式，是真实世界通往数字世界的桥梁，在工业、汽车、通讯、消费电子等领域有着非常广泛的应用。

根据Statistica数据，2021年全球ADC芯片的市场规模约为27.5亿美元，2027年全球ADC芯片的市场规模将达到约40.9 亿美元。ADC芯片的主要下游需求为通信设备领域、汽车电子、工业、消费电子。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的需求将迎来迭代更新。

一款优秀的ADC芯片体现在高精度、低功耗、高转换率等指标上，这些指标又直接与产品内部的IP设计（参考源、PGA、调制解调器、接口、时钟、传感器等）以及系统架构和生产工艺息息相关。区别于模拟芯片，ADC属于数模混合芯片，其设计复杂程度更高，产品的研发过程需要资深的模拟设计、数字设计、数字验证、DFT、数字模拟后端以及测试架构、量产等多种类型人力资源的投入，对于尚不具备成建制开发团队的中小芯片设计公司而言，进军ADC芯片无疑是巨大的挑战。

由于ADC产品的技术壁垒高、开发难度大，ADC市场长期以来主要被欧美公司所把持，在国内中高端市场中占有相当高的比重，尤其是在高精度、高采样率ADC领域基本无人撼动。但近年来国产化替代的大趋势下，国产ADC芯片的市占率也在逐步提升。在中高端ADC领域，逐渐开始有国内半导体公司涉足。

类比半导体拥有一批来自于国际顶尖半导体公司的工程师精英，公司自创建以来一直致力于高端信号链产品的开发，并量产了多款面向工业、通讯、医疗、汽车等市场的高品质芯片，填补了多项中高端信号链芯片在国内的空白。公司拥有模拟前端（AFE）、数据转换器（ADC/DAC）、线性产品（运放、比较器、参考等）、电源管理、电池管理以及MCU等六大产品线，已量产芯片产品超过330颗，其中ADC系列产品覆盖16bits ~32bits超高精度，广泛应用在新能源、汽车、传感器、医疗、测试仪等领域。

根据不同的应用场景，目前市面上的ADC产品主要有五种不同的设计架构：包括有Σ-Δ型、SAR逐次逼近型、Pipelined流水线型、Folding以及Flash&Half-Flash。其中，Σ-Δ型的采样分辨率可高达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。以下通过三种典型的应用场景来展示Σ-Δ ADC的主要作用。

储能系统电信号检测

当今储能行业无疑是全球增长势头最强的行业之一，无论是工业大储能、电站储能、户用储能和汽车锂电都呈现井喷式的增长。在典型的BMS系统中包含CSU（电芯监控）/BMU（电池管理）和BJB（接线盒）等单元，除了电芯电压监控以外，在整个电池包系统里，需要检测电池包电压和电流/绝缘电阻、接触器端电压、继电器粘连检测、充电检测等多个电信号检测来实现整个锂电池管理过程中的状态监控、故障诊断和充放电管理。

在储能系统里，Σ-Δ ADC扮演着重要角色。以绝缘电阻检测为例，在汽车系统中，乘客与车身地直接接触，而车身地与高压电池组的回路是隔离的，这样可以为了防止人员触电。但是电动车在使用过程中，会出现诸如碰撞、零部件老化等情况，使整车高压电池系统与车身地之间的绝缘出现异常形成漏电回路，如果被人接触到会危害人的生命安全，情况严重时漏电回路产生的热积累效应将造成车辆燃烧起火，所以动力电池的绝缘电阻检测非常重要。Σ-Δ ADC通过K1、K2、K3开关的切换，实现对电池组总压和分压电阻R2和R4上的电压量测，从而计算出Pack+对地电阻Rx 和Pack-对地电阻Ry，如下图。

其次，Σ-Δ ADC可用于继电器的粘连检测。继电器是控制电动汽车高压电源通断的核心部件，需要保证继电器的正常工作，才能保证整车的安全运行。实际使用过程中因控制时序不合理、铜排线束接触不良、继电器本身质量不过关等问题，导致继电器易出现粘连现象，直接导致整车高压电源不受控，对整车的安全使用产生极大危害。继电器的状态受BMS（电池管理系统）控制，因此BMS对继电器的控制和诊断显得尤为重要。Σ-Δ ADC的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。

此外，在对于电压电流检测有较高精度要求的储能系统里，Σ-Δ ADC配合高精度检测电阻可以实现稳定的高精度电压电流测量。

微弱信号的数据采集

在众多的测试测量中，工程师需要面对微弱信号的采集与分析，这些信号非常常见，例如小电流、生物化学反应、电磁场、光谱、辐射等自然界信号的微小变化。在检测微弱信号时，往往需要将其他形式的信号转化为电信号，尤其是电压信号需要用到精密的传感器，但由于微弱信号量级较低，且周围存在着噪声会对导致相对误差较大甚至被噪声淹没，另外器件本身的影响也不可忽略，例如传感器的温度漂移、零点漂移、放大器的漂移失调等。

在实际的电路测量中，微弱的直流信号更加容易受到直流或低频噪声的影响，因此直流微弱信号的检测更是十分困难。此外，微弱直流电压信号的检测还容易受到各种低频噪声的干扰，所以微弱直流电压信号的检测相比于交流信号难度更大。Σ-Δ ADC由Σ-Δ调制器和可编程数字滤波器组成，能够为设计人员提供低噪声测量，实现高精度、高效率的数据采集功能，因此常被用于微弱信号的数据采集系统中。

地震、油气勘探等物探仪

在能源勘探和地震监测等领域，需要检测大动态范围的信号，32bits高精度ADC动态范围超过125dB，同时提供超低的失真THD，使得测量更加准确。

能源勘探使用人工激发的地震，通过检波器将震动信号转换为电信号，信号从直流到1kHz，幅度从1μVrms到数伏，ADC的噪声需要小于系统中噪声，最大量程范围要覆盖信号全范围，因此超过一百万倍的动态范围，有利于监测地震和回波反射。不同地质结构反射强度不同，准确测量低失真的反射信号是测定界面深度和形态的必要条件，是勘探含油气构造的主要方法，超低THD值为准确定位地质结构提供了有效的保障，使得测绘地层形态更加准确可信。

类比16-32bits Σ-Δ ADC产品详解

类比半导体基于SemiDig™平台开发的Σ-Δ ADC模数转换芯片系列产品，覆盖了16bits~32bits分辨率，数据输出速率860SPS~128kSPS，目前已有60余款型号实现量产，包含低功耗、微噪声、高线性度、多通道等不同特色的产品，可广泛应用于不同精度的系统需求，满足目前市面上大部分高精度ADC的需求。

低功耗16bits~20bits多通道通用型Σ-Δ ADC产品，主要针对工业及汽车电子应用领域，满足不同通讯接口I2C、SPI、Daisy-Chain应用，典型代表产品为ADX1xx系列，主要型号包括ADX111（I2C）和ADX112（SPI）。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系列产品内部集成了低温漂参考源、可编程增益放大器、数字比较器和时钟源，采用2.0V至5.5V的电压范围供电，数据输出速率可通过内部寄存器调节，内部的可调增益放大器可以接收从±256mV至±6.144V的模拟信号输入，其最小分辨7.8125μV，内部的多路选择器可以配置成接受2对差分或者4个单端模拟信号输入。

在前述的储能系统中，ADX1xx系列产品所具有的16~20bits分辨率和最高7kSPS的数据输出速率，可以满足大部分电压电流的检测精度要求，支持两组差分输入或者四个单端输入来实现BMS系统里多个矢量点的检测，同时支持菊花链通讯，在需要多个ADC进行检测时可以大幅减少通讯走线。

ADX1xx系列产品内置高精度PGA可以实现1.5LSB的最大偏移误差（Offset error）和0.1%的最大增益误差（Gain Error），充分满足高压系统对电压电流检测较高的精度要求。此外，针对电池包的环境温度变化幅度较大的特点，ADX1xx系列产品可以达到0.002LSB/℃的偏移漂移（Offset Drift）和8ppm/摄氏度的增益漂移（Gain Drift），配合高精度检测电阻则可以实现稳定高精度的电压电流测量。

ADX112产品内部集成了高精度温度传感器，可以检测芯片附近的温度（例如shunt电阻、触点开关）来做温度补偿或者过温报警功能，还可以配合热电偶来检测电芯温度。

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。

ADX5xx系列超低噪声、高精度24bits Σ-Δ ADC，支持2通道、4通道和8通道模拟输入，数据输出速率高达60kSPS，具有23位无噪声精度和3ppm的非线性度，广泛应用于工业控制、测试测量、医疗等领域，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，不仅可以调整数据输出速率，而且具备工频50/60Hz抑制选项，能够适应工业现场等电磁复杂的环境，并提供准确可靠的测量。从系统组成上来看，其由四阶Σ-Δ调制器和可编程数字滤波器组成，数据输出速率达到60kSPS。在应用该模数转换器的过程中，其配置8路单端输入或四路差动输入，可以快速对多通道信号进行轮巡扫描。

ADX82x系列32bits Σ-Δ ADC是类比半导体超高精度、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，动态范围达到130dB@PGA=1250SPS, 谐波失真可以达到-135dB@250SPS，同时拥有出色的线性度表现。该产品内部集成双通道多路复用器，可用于地震检波器的信号测量和自检信号的输入;高性能数字滤波器提供灵活的配置，数据速率250SPS~4kSPS，片上内置缓存器，支持菊花链模式。此外，ADX82x增加了健康状态自检、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以及超量程快速报警等功能，以此来增强产品的可靠性。

ADX82x 系列产品包含低功耗版本ADX820、高性能版本的ADX829 和均衡版本ADX824 ，来满足不同客户的系统需求。目前，该系列产品已量产供货。

除上述三个系列Σ-Δ ADC产品外，类比半导体还推出了ADX32x系列同步采样24bitsΣ-Δ ADC产品，支持2/4/6/8通道，数据输出速率为125SPS 到 16kSPS，可编程增益放大器为1/2/4/8/12/24。该系列产品在电池管理系统、数据采集系统、电池测试设备以及商业电表和住宅电表、储能系统等场景中有着非常广泛的应用。目前，ADX32x系列已批量出货，车规级双通道型号ADX320Q/ADX3202Q已经量产。此外，类比半导体多颗车规级Σ-Δ ADC也在陆续量产中，敬请期待。

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芯炽科技（SIMCHIP）模数转换器/数模转换器/运算放大器/接口芯片/电源管理芯片选型指南

目录- 公司介绍技术优势产品选型表产品信息模数转换器ADC 数模转化器DAC 运算放大器OPA 电源管理集成式转换器接口

型号- SC3361,SC5103,SC3321,SC5102,SC1462,SC3363,SC1420,SC5107,SC1463,SC5106,SC1224,SC1421,SC3323,SC5104,SC1226,SC1225,SC1467,SC1665,SC3525,SC7510,SC7511,SC7512,SC1252,SC7517,SC1254,SC7518,SC1259,SC7514,SC7515,SC7516,SC7301,SC7302,SC1083,SC1281,SC7501,SC3343,SC3341,SC3303,SC1246,SC1642,SC3542,SC7508,SC1641,SC3301,SC3543,SC1644,SC3548,SC7502,SC7504,SC1205,SC2161,SC8101,SC2245,SC1232,SC3534,SC5115,SC8901

选型指南 - 芯炽科技 - 2023年版 - 2023/5/11 PDF 中文下载

晟矽微电子（SINOMCU）8位&32位通用MCU/触摸MCU/2.4G无线传输芯片选型指南

目录- 公司简介 FLASH GPIO ADC TOUCH 2.4G IR 应用领域和工具选型

型号- MC32F7132,MC32P5232,MC32P8141,MS60F3125,MC9902,MS51F7085,MS8040,MS60F3126,MS8042,MC51F8124,MC30P6310,MC32F7361,MC30P6080,MS60F3015,MS32F031A6,MS60F3215,MC32P5222,MC32F7082,MC30P6201,MC30P6280,MC35P7041,MC30P6240,MC35P7040,MC32P7311,MS32F7362,MS32F7361,MS60F3026,MC32P7351,MC32P7031,MS60F2016,MC51F7094,MC31P5120,MS60F2018,MC30F6920,MC51F8144,MC32F7072,MC32F7073,MC2411,MC2412,MC30P6290,MC2410,MC30P6250,MC35P7050,MC32F7343,MS51F003A4,MS60F3115,MC30F6910,MC32F7062,MC32F8152,MC51F003A4,MC51F7424,MC30P6060,MC30P8160

选型指南 - 晟矽微电子 - V5.1 - 2023/4/13 PDF 中文下载

探索模拟芯片世界的信号链桥梁：信号链芯片的分类与应用

在数字与模拟交织的电子产品世界里，信号链芯片就像是一位默默无闻的“桥梁工程师”，它连接着模拟信号与数字世界的边界，让信息的传递更加顺畅。本文，就让我们一起走进这个奇妙的领域，探索信号链芯片的分类与应用。

技术探讨发布时间 : 2024-07-31

纳芯微电子（NOVOSENSE）是国内首家通过VDE增强隔离认证的高性能高可靠性模拟芯片研发设计企业，从传感器信号调理ASIC芯片，向前后端拓展了集成式传感器芯片、隔离与接口芯片、驱动与采样芯片，形成了信号感知、系统互联与功率驱动的产品布局。世强是纳芯微电子的官方授权一级代理商，代理纳芯微电子旗下压力传感器、信号调理芯片、隔离器等产品，库存丰富，正品保证。

压力传感器 MEMS压力传感器陶瓷电容压力传感器敏感元件温湿度传感器温度传感器湿度传感器信号调理芯片压力传感器信号调理芯片麦克风信号调理芯片红外传感器(PIR)信号调理芯片电流传感器信号调理芯片隔离驱动隔离半桥驱动隔离单管驱动隔离ADC 隔离电流放大器隔离电压放大器隔离误差放大器数字隔离器隔离电源隔离接口芯片隔离485收发器隔离CAN收发器隔离I2C 非隔离接口芯片 I2C拓展芯片电源管理IC

授权代理商 - 世强先进（深圳）科技股份有限公司线上商城技术资料

展开

研讨会2024模拟电源信号链新技术研讨会

描述- 9月5日直播，带来电源管理革新、汽车电子智能化、可再生能源与储能、光通讯与光模块、医疗健康与个人护理等领域电源信号链新产品新技术，点击了解报名。

活动发布时间 : 2024-06-28

模拟电源信号链主题原厂报名

9月5日新技术研讨会，模拟芯片/ADC/DAC/数模混合IC/温度传感器等新产品推广，邀请光储、新能源、汽车电子等热门行业头部企业研发工程师参会，发掘新的项目机会

服务提供商 - SEKORM 进入

【经验】高精度24位国产ADC芯片CS1237通信时序相关配置操作步骤

CS1237是由芯海科技推出的一款高精度24位的国产ADC芯片，主要特性：24位无失码、内置晶振、集成温度传感器以及2线SPI 接口，最快速率为1.1MHz ，主要应用于工业过程控制、电子秤、液体/气体化学分析、血液计、智能变换器、便携式设备等产品设计方案，本文主要介绍CS1237双线通信的时序相关配置。

设计经验发布时间 : 2020-03-18

地芯科技（GEO-CHIP）射频收发机/射频前端/模拟信号链芯片选型指南

目录- 公司介绍三大产品线概述射频收发机芯片产品线射频前端芯片产品线模拟信号链产品线

型号- GREF0512L,GREF0520L,GC0609,GC0804,GREF0540L,GC0805,GC0802,GC0803,GC0801,GC0643,GREF0530,GC1103,GAD7626,GREF0533,GC1102,GAD2255,GAD7625,GC1101,GAD2254,GAD2170,GAD7980,GAD2175,GAD2174,GREF0525L,GREF0533L,GAD2228,GC0631,GREF0520,GAD2267,GAD2264,GC1131,GREF0525,GAD2268,GAD8323,GAD2263,GREF0530L,GC0802L,GC1117,GREF0518L,GREF0550,GC0802H,GC1125,GC1123,GAD7606,GC0672,GREF0512,GAD7689,GAD7683,GREF0518,GAD7283,GAD7483,GREF10XXL,GC1109,GC1108,GC0658,GC1107,GREF0540,GC1106,GC1105,GAD2245,GAD7616,GAD2249,GAD7699,GAD2248,GRE10XXH,GAD2247,GAD2246,GAD8223,GREF0550L,GAD8423

选型指南 - 地芯科技 - 2023/9/20 PDF 中文下载

高端模拟芯片方案供应商治精微深圳办公室开业！持续满足工业、汽车、通信及医疗等领域高要求

上海治精微电子有限公司宣布深圳办公室开业。在当下市场低迷，半导体行业下行阶段，治精微产品填补国内空白，推动公司业绩实现高速增长。未来，治精微将依托深圳资源，快速响应客户需求，提供专业技术支持，满足工业、汽车、通信及医疗等领域对高性能模拟芯片的高要求，持续推动科技创新与发展。

产品发布时间 : 2024-07-24

领慧立芯（legendsemi）模拟及混合信号芯片选型指南

描述- 苏州领慧立芯科技有限公司（简称：领慧立芯）专注于高性能模拟及混合信号芯片开发设计。创始团队成员均来自知名芯片设计公司，平均设计开发经验大于十年，熟稔产品定义、设计研发、测试量产、运营销售等各个环节。公司致力于中高端数模混合产品的研发，产品主要涉及高精密信号链和集成信号链 MCU/SOC两大方向，关键性能指标处于业内领先水平，广泛应用于工业控制、新能源、汽车电子、光通信、医疗仪器等领域。

型号- LHR40XX,LHA8951FEMB,LHR3030AFMA,LHR3020BFAA,LHA8959-18DEWP,LHA8959-16CEQP,LH001-55,LHA7924GFMBI,LHA7874SGLB,LHA7914EFDBI,LHA7919EFTEI,LHE5312,LHA7928GFDBS,LHR3040AFMA,LHR3010BFAA,LHE7909-8FSELBB,LHA7929GFQEI,LHE7914EEENBA,LHC2031,LHR3045BFAA,LHA9937HEQG,LHR4050CFAA,LHE7909,LHA8951FEDB,LHR3045AFMA,LHA7876SGLB,LHA8949-16BEQP,LHA8951CEMB,LHR3040BFAA,LH32M3C46CWZG,LHE7908,LHR4020CFMA,LHA8952-16BGQP,LHE7904ESELBA,LHR3050AFMA,LHE7906GSENBN,LHA8951CEDB,LHA6958DFLB,LHA7668-4SFQJ,LHE7918EEELBA,LHR3020AFMA,LHR4025DFGR,LHR4033CFMA,LHA9934HEQG,LHE7916EEENBA,LHA7668,LHA8941DEDB,LHA6954DFLB,LHA8949-18BFWP,LHA8961CEDB,LHR3010AFAA,LHR4033DFGR,LHA9932HETI,LHA8960DEMB,LHA7919EFQEI,LHE7908ESELBA,LHA7914EFMBI,LHR4050DFGR,LHA7878SGLB,LHA8961CEMB,LHA7724SEQG,LHE7904GSELBN,LHR3025BFMA,LHR3050BFMA,LHA7866EGLB,LHA6956DFLB,LHP2834FQG,LH32M0S328LME,LHA8941DEMB,LHR4030CFAA,LHA8841FFBA,LHA6916-PDFLS,LHA7908CFMBS,LHE7908GSENBN,LHR3025AFAA,LHA9954,LH32M3E46CQBG,LHE7909-4FSELBB,LHR4040CFMA,LHA8949-16BEWP,LHA7864EGLB,LHR4025CFMA,LHE5504,LHE7906ESENBA,LHA7732HEQG,LH001-91Q40AR2,LHR3030BFAA,LHA8949-14BGQP,LHA7904CFMBI,LHA79XX系列,LH001-99,LHA6958,LHA8940CEMB,LHA6958HFLB,LHR3045BFMA,LHR3040AFAA,LHR3010BFMA,LHR4020DFGR,LH001-91,LHA8949-18BFQP,LHA6916DFLS,LHA8940CEDB,LHA7908CFDBS,LHA9954HEQG,LHA7918EFMBS,LHE7914EEELBA,LH32M0XX,LH32M0S32BSGG,LHR3030AFAA,LHR3020BFMA,LHA7668-4SFTG,LHA8950FEMB,LHR3050AFAA,LHR30XX,LHR3020AFAA,LHA7878,LHA8960DEDB,LHR4033CFAA,LH32M0S32BQME,LHR4020CFAA,LHA8841,LH001-99Q40AR2,LHA8950CEDB,LHE7909-6FSELBB,LHR4030DFGR,HA89XX,LHR4050CFMA,LHE7904ESENBA,LHA8950FEDB,LHE7906GSELBN,LHA7904CFDBI,LHR3040BFMA,LHE5312CGWN,LHE7918EEENBA,LHR3045AFAA,LHA8950CEMB,LHR3025BFAA,LHR3050BFAA,LHA9924,LHA79XX,LHE7908ESENBA,LHA6954HFLB,LHA8831FFBA,LHA7868EGLB,LHA8951,LHA8959-16CEWP,LHA7924GFDBI,LHE7904GSENBN,LHA8959-18DEQP,LHR4030CFMA,LHP2834,LHA8959,LHA7928GFMBS,LHE7916EEELBA,LH32M0S328SGE,LHR3010AFMA,LHA7929GFTEI,LH001-91W30AR2,LHR4040DFGR,LH001-99W30AR2,LHA9924HEQG,LHC2031EWT,LHA7918EFDBS,LHA7732,LHR3030BFMA,LHA8941CEDB,LHA7878HSGLB,LHR4025CFAA,LH32M0S32BLMG,LHA6956HFLB,LHE7908GSELBN,LH32M3X,LHA8961DEDB,LHA8960CEMB,LHA8952-16BGWP,LHP2834FWA,LHR4040CFAA,HA89XX系列,LHR3025AFMA,LHA8941CEMB,LHA7668-8SFQJ,LHA8960CEDB,LHE7906ESELBA,LHA8961DEMB,LH32M3E46CWZG

选型指南 - 领慧立芯 - V1.7 - 2024/3/15 PDF 中文下载