- 2024-10-29
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芯炽SC1641助力数字化时代的高精度测量解决方案
芯炽SC1641助力数字化时代的高精度测量解决方案
前言
在当今的数字化时代,精确的数据测量成为了各行各业不可或缺的一环。无论是在医疗健康、工业控制还是环境监测领域,高精度的数据采集都是保障系统稳定运行和提高效率的关键。芯炽 SC1641 就是专为满足这一需求而设计的 24 位 Σ-Δ 型模数转换器(ADC),它以其卓越的性能和灵活的功能,成为了精密测量领域的新宠。
SC1641简化版功能模块示意图
SC1641核心优势
高精度与低噪声,SC1641采用24位Σ-Δ型ADC,提供了极高的分辨率使其能够检测到非常微小的信号变化,出色的低噪声性能保证了测量结果的准确性和可靠性。
多种输入通道配置,SC1641 提供了 3 个差分输入通道,支持多种传感器接入,如温度传感器、压力传感器和湿度传感器等。
内置高性能参考电压源以及高精度参考电流源,可以有效节省系统器件以及系统电路复杂度。
低功耗设计,在保证高性能的同时 SC1641 还特别注重功耗的优化。它在正常操作模式下的功耗极低,且提供了多种电源管理模式,包括关机模式和待机模式,可以有效延长设备的电池寿命,特别适合于便携式设备或远程监测系统。
SC1641 采用 SPI 接口,使其能够轻松地与多种微处理器或数字系统连接,在系统设计中更加便捷。
SC1641应用场景
在医疗设备中,如血压监测仪和体温计等,SC1641 能够提供高精度的数据测量,帮助医生做出更准确的诊断。在工业自动化和过程控制系统中,SC1641 能够准确监测各种参数,如温度、压力和流量等,确保生产过程的稳定性和高效性。在环境监测领域,SC1641 可以用于空气质量监测、水质检测等,通过精确测量环境中的各种参数,为环境保护提供科学依据。
结语
芯炽科技 SC1641 以其高精度、低噪声、低功耗和灵活的功能,为各种精密测量应用提供了理想的解决方案。无论是在医疗、工业还是环境监测领域,SC1641 都能够帮助用户实现更准确、更可靠的数据采集,推动技术创新和发展。
关于芯炽科技
上海芯炽科技集团有限公司2019年8月成立,核心业务聚焦在高端模拟集成电路研发和应用,其产品广泛用于智能汽车、新能源、通信、工业控制、医疗器械、精密仪器以及各类高端消费电子等领域。
上海芯炽坚持正向设计和源头创新,致力于为客户提供国产高性能、高品质模拟集成电路产品。公司技术积累深厚,研发实力强,产品种类齐全,产品线涵盖各类模数转换 (ADC)、数模转换器 (DAC)、运算放大器、高速接口电路等,有消费、工业、车规等不同产品等级。此外,公司还可为客户提供定制化设计服务,以满足特殊技术和产品需求。
上海芯炽已量产近百款模拟芯片产品,并不断推出新产品,持续丰富各条产品线。
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- 2024-10-23
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有效提升新能源汽车加速稳定性,芯炽科技提供安“芯”之选
有效提升新能源汽车加速稳定性,芯炽科技提供安“芯”之选
新能源汽车相较于传统汽车拥有更大的加速度,但是过快加速对于乘客的体验往往并不友好,需要对旋变电机的控制系统进行优化。如何更好地控制旋变电机,就需要清楚了解电机的状态,其中包括旋转的角度和速度。
旋变解码原理
图1 旋变电机结构图
旋变电机内部有定子和转子,一般情况下,旋变电机的转子安装在转轴上,转子线圈上有高频的激励信号,用以在两个定子线圈上感应出对应的Va和Vb信号,再进一步解码得到转子的角度信息,通过角度信息进而计算出速度信息。
旋变解码分类
旋变解码可以分为软解码和硬解码,软解码通常由MCU完成,硬解码由旋变解码芯片完成。如果采用软解码的方案,则需要MCU根据旋变电机输出的正余弦信号进行包络提取等计算从而得出转子的角度信息,但是这种方案就会出现占用MCU过多资源并且输出角度精度较差等问题。采用专用芯片来进行正余弦解码被称为硬解码,该类芯片被称为旋变数字转换器(RDC)。
芯炽科技RDC芯片
图2 芯炽科技RDC框架图
芯炽科技推出的SC2121、SC2161芯片是10 位至 16 位分辨率旋变数字转换器,集成片上可编程正弦波振荡器,为旋变器提供正弦波激励。
转换器的正弦和余弦输入端允许输入 3.15Vp-p ±27%。 Type II 伺服环路用于跟踪输入信号,并将正弦和余弦输入端的信息转换为输入角度和速度所对应的数字量。最大跟踪速 3125 rps。
产品特色
比率跟踪转换 Type II 跟踪环路能够连续输出位置数据,且没有转换延迟。它还可以抑制噪声,并提供参考和输入信号的谐波失真容限。
系统故障检测。故障检测电路可以检测旋变的信号丢失、超范围输入信号、输入信号失配或位置跟踪丢失。各故障检测阈值可以由用户单独编程,以便针对特定应用进行优化。
输入信号范围。正弦和余弦输入端支持 3.15 Vp-p ± 27%的差分输入电压。
可编程激励频率。可以轻松地将激励频率设置为 2 kHz 至 20 kHz 范围内的多个标准频率。
增量式编码器仿真采用标准 A-quad-B 格式,并提供方向输出。
芯炽科技RDC解码方案优势
芯炽科技RDC解码方案带来旋变电机解码的角度低抖动,在12bit分辨率下,角度精度能够达到2LSB,电机转速变化能够快速被电控系统捕捉,从而调整电机功率输出,进而使实现整车平稳加速,提升电车乘坐舒适度。同时,芯炽RDC的低功耗设计能够减少发热量,低温漂能够保证严苛环境下的输出稳定。SC2121、SC2161 芯片采用车规级标准设计,为车载旋变电机保驾护航。
关于芯炽科技
上海芯炽科技集团有限公司2019年8月成立,核心业务聚焦在高端模拟集成电路研发和应用,其产品广泛用于智能汽车、新能源、通信、工业控制、医疗器械、精密仪器以及各类高端消费电子等领域。
上海芯炽坚持正向设计和源头创新,致力于为客户提供国产高性能、高品质模拟集成电路产品。公司技术积累深厚,研发实力强,产品种类齐全,产品线涵盖各类模数转换 (ADC)、数模转换器 (DAC)、运算放大器、高速接口电路等,有消费、工业、车规等不同产品等级。此外,公司还可为客户提供定制化设计服务,以满足特殊技术和产品需求。
上海芯炽已量产近百款模拟芯片产品,并不断推出新产品,持续丰富各条产品线。
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- 2024-10-22
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芯炽科技,旋变产品的领跑者
芯炽科技,旋变产品的领跑者
前言
旋转变压器是一种用于将旋转位置或角度转换为电气信号的传感器,旋变数字转换器可将这些信号转换为转轴角度和/或速度相应的数字输出。在伺服系统、机器人、汽车转向系统等需要精确测量旋转部件位置的应用中,优秀的旋变数字转换芯片是至关重要的。芯炽科技的 SC21XX 系列高性能旋变数字转换器芯片,可以将旋变输出的模拟信号转换为数字信号,并提供高精度的角度和速度信息,它解决了传统无刷电机转子位置确定难、旋转速度采样率低等问题,能够同时满足现代伺服电机、汽车运动检测、电动助力转向等对高转换速度和高转换精度的需求,并打破了旋变数字转换器被国外大厂垄断的现状,大力推动了相关行业发展!
芯炽科技坚持正向设计和源头创新,致力于为客户提供国产高性能、高品质模拟集成电路产品,不只是国产替代,在性能上有独特的优势,也可为客户定制各种创新产品。以旋变产品为例,料号丰富:可以提供不同精度、不同电源电压产品;既可以提供旋变数字转换器 (RDC),也可以提供旋变数字反变换器 (DRC) 芯片。
01.低功耗:节能高效的设计
芯炽科技拥有丰富的超低功耗、高性能数模混合电路设计经验和自主可控的高速、高精度校准技术。芯炽研发的 10 位至 16 位集成参考振荡器的旋变数字转换器 SC2167,以其低功耗、高性能特性脱颖而出。在典型应用中,该转换器的功耗仅为 70mW,约为国外同性能品牌芯片的一半,这对于需要长时间运行且对能源效率有严苛要求的系统来说是一个巨大的优势。低功耗设计不仅有助于减少能源消耗,还能减少系统运行成本,同时对于便携式或远程设备而言,意味着更长的电池寿命和更高的操作便利性。
02.高精度:超高的测量精度
在需要精确控制和测量的应用中,旋变的高精度特性至关重要。例如 SC2167 及 SC2165 通过其比率跟踪转换 Type II 跟踪环路,在角度精度和速度精度方面做出了突破,实现了高角度、高速状态下的超稳定工作,可以满足最严苛的工业标准。这种高精度不仅提高了系统的整体性能,还为需要精密控制的应用提供了坚实的基础。
03.高可靠性:极端环境下的稳健性能
在极端环境下,旋变数字转换器的高可靠性尤为重要。芯炽研发的旋变系列产品,如 SC2121、SC2167,都经过了宽温测试,确保在 -55°C 至 +125°C 的温度范围内都能稳定工作。这种宽温度范围的适应性,结合其固有的抗干扰能力和长期稳定性,使得旋变成为汽车和航空航天等应用的理想选择,这些应用要求设备在严苛条件下仍能保持最高性能。
选型推荐
高速高精度优选:SC2167、SC2161、SC2121
01.高分辨率:提供 10 位至 16 位的分辨率,由用户设置。
02.最大跟踪速率:在 10 位分辨率时,最大跟踪速率为 3125 rps。
03.集成正弦波振荡器:片上可编程正弦波振荡器为旋变器提供正弦波激励。
04.TYPE-II 跟踪环路:用于跟踪输入信号,并将信息转换为数字量表示输入角度和速度。
05.系统故障检测:SC2167 能够检测 8 种独立的故障条件,且具有可编程故障检测阈值。发生故障时,DOS 和/或 LOT输出引脚变为低电平。客户可通过读取故障寄存器来确定故障检测输出引脚的触发原因。
06.低带宽实现高性能:当 SC2167 位置输出的分辨率设为 16 位时,编码器输出的分辨率可以设为 14、12 或 10 位,无需在外部对 AquadB 编码器输出进行分频。
07.适用于高性能应用:如高精度位置和速度测量,电机控制等。
应用灵活性优选:SC2165、SC2166
01.最小化延迟:SC2165、SC2166 能够实现高速模拟角度到数字角度的变化延时,确保了数字角度变化的实时性,以实现快速的信号处理和数据传输。
02.高跟踪速率:在 10 位分辨率时,能够跟踪高达1040 转/秒 (62,400rpm) 的旋变信号。
03.比率跟踪转换方法:将旋变格式输入信号转换为并行自然二进制数字,具有高抗扰度。
04.宽参考频率范围:SC2165、SC2166 参考频率范围为 50Hz 至 20,000Hz。
05.多封装选项:DIP40、PLCC44。
反旋变 ASIC 优选:SC2163
01.单芯片 D/R 转换器:SC2163 通过将数字信号转换成模拟信号,可以满足远距离传输应用。
02.偏置电流可调:客户可以灵活调整偏置电流,来满足不同应用场景对功耗要求的差异。除了交流参考信号之外,还增加了直流参考信号模式,用户可以自由选择使用模式,失调调整电路的设计使用户不用担心直流失调偏大的问题。
03.误差影响可靠:芯片通过仔细设计噪声、带宽、失配、寄生等非理想因素影响,高精度模拟电路将整体误差影响控制在 2 角分以内,以实现快速量产。
04.研发自主可控:SC2163 内部包括信号输入隔离运算、象限选择开关、R-2R 网络 10 位 DAC、交流误差跟随器输出,以及 16 位二进制数带两级锁存输入。其内置高 8 位锁存 ENH、低 8 位锁存功能ENL、16 位总锁存功能 ENA,实现逻辑高时数据直通,逻辑低时数据锁存。
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- 2024-10-16
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芯炽科技发布革新性MIPI A-PHY Serdes芯片组,驱动车载与长距视频传输技术迈入新纪元
芯炽科技发布革新性MIPI A-PHY SerDes芯片组,驱动车载与长距视频传输技术迈入新纪元
近日,上海芯炽科技集团有限公司隆重推出了两款专为汽车应用量身打造的新型串行解串器(SerDes)芯片:SCS5501与SCS5502,可直接替代美信的相关产品,MAX9295A/MAX961717与MAX96712/MAX96722。这两款芯片均严格遵循MIPI A-PHY协议标准,标志着芯炽科技在高速、长距离车载数据传输技术上的重大突破,彰显了其在该领域的领先地位。
MIPI A-PHY协议:汽车数据传输的革新力量
MIPI A-PHY协议,作为专为汽车设计的高速数据传输接口标准,其核心价值在于满足车载系统对速度、距离及可靠性的极致追求。随着汽车智能化、网联化趋势的加速,该协议以其独特的技术优势,为自动驾驶、高清视频监控等前沿应用提供了坚实的支撑。其高达16 Gbps的数据传输速率、长达15米的稳定传输距离、以及卓越的错误检测和修正机制,共同构建了一个高效、安全、可靠的数据传输环境,推动了汽车行业的全面升级。
芯炽科技SCS5501与SCS5502:技术创新的典范
SCS5501与SCS5502作为芯炽科技的最新力作,不仅完美承袭了MIPI A-PHY协议的核心优势,更在性能上实现了新的飞跃。
这两款芯片支持高达4Gbps的数据传输速率,且能确保数据在长达15米的距离内稳定传输,为车载多摄像头系统、自动驾驶辅助系统等提供了理想的数据传输解决方案。同时,其低误码率、高抗干扰性和抗辐射能力,确保了视频数据在复杂汽车环境中的稳定传输,进一步提升了系统的整体性能和安全性。
另外,SCS5501和SCS5502还集成了远程GPIO与AFC(自动频率控制)功能,实现了高级远程操控体验。用户能够轻松通过接收端对发射端进行远程控制,这种跨越式的操作能力极大地拓宽了应用场景,为新能源汽车等领域带来了前所未有的便利与灵活性。
尤为值得一提的是,这两款Serdes产品充分利用了A-PHY协议的强大功能,实现了传感器集群的高效管理与供电,所有这一切仅通过一根同轴线即可完成,极大地简化了系统布线,降低了成本,同时显著提升了系统的整体可靠性。这一创新设计精准对接了新能源汽车行业对高可靠性数据传输的迫切需求,为行业发展注入了新的活力。
以下表格是竞品主要参数对比:
新能源汽车市场的强劲驱动力
随着新能源汽车市场的蓬勃发展,高清视频监控、自动驾驶辅助系统等对高速视频芯片SerDes的需求日益旺盛。芯炽科技的SCS5501与SCS5502芯片,凭借其卓越的性能和广泛的应用场景,正成为新能源汽车领域的热门选择。这两款芯片不仅支持远程控制、远程供电及高速视频数据的远程传输,还集成了视频聚合技术等先进功。
结语
芯炽科技期待以此次产品发布为契机,吸引更多行业目光聚焦于A-PHY生态链,共同探索、共建、共享这一新兴领域的无限可能。未来,芯炽科技将继续秉承创新精神,深耕高速数据传输技术,为新能源汽车及更多领域的智能化发展贡献力量。
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- 2024-10-15
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芯炽科技助力打造更可靠的信号采集系统,满足多领域应用需求
芯炽科技助力打造更可靠的信号采集系统,满足多领域应用需求
多通道同步数据采集系统大量用于电力及工业类应用领域,早期国内的工程师选型主要以 TI 的 ADSXX、ADI 的 AD76XX 系列型号为主,而国产芯片在此领域基本是空白。鉴于国内多个应用领域均要求性能优异的国产芯片,芯炽科技推出的 SC1464 多通道同步数据采集系统是专为满足这一需求而设计的。多通道同步数据采集器通常需要处理来自多种不同传感器的模拟信号,如电压、电流、温度、压力、光强等。这些传感器输出的模拟电信号,需要通过模数转换器将其转换为数字信号,才能被主芯片如 MCU、DSP 识别和处理。
SC1464 是一款 16 位数据采集系统,内置双路 16 位 SAR 模数转换器,支持对 16 个通道进行双路同步采样,每个通道均集成模拟输入箝位保护和模拟滤波器。该模数转换器还集成了灵活的数字滤波器、2.5V 精密基准电压源和基准电压缓冲器以及串行和并行接口,芯片功能框图如下:
图 1丨SC1464 芯片功能框图
SC1464的核心优势
SC1464 采用 5V 单电源供电,可处理 ±10V、±5V、±2.5V,±16V、±8V、±1.6V 输入范围的真双极性输入信号,每对通道支持以高达 1MSPS 的吞吐率和 90dB SNR 进行采样;利用片内过采样模式还可以实现更高的 SNR 性能,当过采样率 (OSR) 为 2 时,SNR 为 92dB;输入箝位保护电路可承受电压高达 ±30V,ESD 等级可达 8kV;模拟输入阻抗为 1MΩ,无需外加运算放大器驱动;SC1464 功耗较低,相较于AD7616低约35mW,可以满足系统对低功耗的需求。
SC1464的应用场景
工业油阀检测
图 2丨工业油阀检测原理图
在图 2 所示的工业油阀检测应用中,油阀传感器检测油阀浮子状态,并输出相应的电压信号,通过前端放大器及滤波电路,传送给 ADC (SC1464) 完成模拟到数字信号的转换,最终送给 MCU 识别处理。
电力设备故障检测
图 3丨电力设备故障检测原理图
在图 3 所示的电力设备故障检测应用中,待检测的电流电压信号通过前端放大器及滤波电路,传送给 ADC (SC1464) 完成模拟到数字信号的转换,最终送给 MCU 识别处理,并通过通信模块将数据传输到远端的后台控制中心。
在工业控制及电力线路异常检测应用中,模数转换器是实现模拟信号到数字信号转换的关键组件,其性能直接影响到采集板的性能和应用效果。因此,选择 SC1464 可以确保前端信号采集能够满足实际应用的要求。
芯炽科技 SC1464 功能丰富,性能优异,稳定性与可靠性较高,且能够与 ADI 的型号 AD7616 完全兼容,可广泛应用与电力线保护,继电保护,低速数据采集系统,工业产线异常电信号采集等,能够为前端采集系统提供卓越的性能和可靠的信号采集解决方案。
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- 2024-10-14
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ADC驱动器的理想之选:低噪声全差分运放SC7516
本帖最后由 芯炽科技 于 2024-10-14 17:18 编辑
ADC驱动器的理想之选:低噪声全差分运放SC7516
芯炽科技的 SC7516 全差分运放,具有低噪声、高带宽、高压摆率以及输出轨至轨的特点,主要应用于 ADC 驱动器,单端/差分转换,中频和基带增益模块、差分缓冲器以及线路驱动器等场合。
SC7516 全差分运放还具有输出共模可调、全差分互补输出等特点。相对于一般的通用运放来说,全差分运放结构主要有以下三个优点:
抑制共模干扰
抑制偶次谐波,提供更好的线性度
增加了动态范围
如今的许多系统均采用了精密差分输入 ADC,因为它们可以提供更出色的共模噪声抑制以及更高的 SNR,但由于传感器或射频端的输出信号大部分都是单端信号,为了驱动差分输入 ADC,输入前端都会设计单端转差分电路。常见的单端转差分电路有以下几种:
01 抽头变压器或巴伦单端转差分
抽头变压器或巴伦均为无源器件,它们的本质都是通过电感线圈的相互耦合来进行信号的转换,这种结构决定了它们本身会在信号转换过程中产生一定的损耗。而且它们也并不适用于低频信号,因为在低频时巴伦的耦合特性也会相对减弱,这样会导致转换输出的信号失真较为严重。大多数抽头变压器或巴伦在频率低于 1MHz 时性能会急剧变差。
需要注意无论是抽头变压器还是巴伦均是采用 AC 耦合的方式,它们都会滤掉相应的直流即 DC 分量,这对于关注信号直流参数的应用是无法使用的。而且由于抽头变压器或巴伦均无法提供驱动能力,因此后端的输入阻抗可能会影响信号的最终幅度。
02 全差分运放单端转差分
全差分运放是一种有源电路,它的特点就是全对称匹配,即正负两侧输入阻抗完全一致(阻抗包括源阻抗),反馈的电阻配置也完全一致。这样无论设置为多大的增益,两边都是各自承担一半,实现全差分输出。全差分运放的结构原理决定了其可以进行 DC 耦合的方式,保留信号的直流分量且转化为差分信号给到 ADC 进行采样。因此,对于红外、激光等脉冲信号调制应用,全差分运放相对于抽头变压器或巴伦更具优势。
以 SC7516 + SC2245 为例:
已知 ADC SC2245 的供电电压范围 2.7V ~ 3.4V,Vref = 1V,输入的最大动态范围为 2Vpp。假设输入源是 ±200mV 的信号,使用 SC7516,共模输出引脚 Vocm 等于 ADC 的参考电压 Vref = 1V,Gain = 5,使得输出端的同相和反相都有 0.5 ~ 1.5V 输出,此时差分电压范围为 2Vpp ,从而满足 SC2245 的输入电压要求。
但是如果使用两颗通用运放来实现差分输出,需要输出端各自有 Vshift = 1V 的偏置电压, 假设 ±200mV 的输入信号,Gain = 2.5,得到 ±500mV 输出。因为同相增益 Gain = 1 + Rf / Rg = 3.5,这就需要在第一级运放的同相输入端产生 1 / 3.5 = 285.7mV 的电压。如下所示,可以看到结果和 SC7516 是一致的,但是设计上不如直接使用一颗全差分运放方便。
除此之外,SC7516 还具有高压高带宽的特性:供电电压能达到双电源 ±5V,单电源 10V,输出电压的摆幅接近电源轨为 9.7VPP,-3dB 带宽为 315MHz。因此除了和 SC2245 搭配使用,它还可以在较高频率条件下驱动其他 10 位至 16 位转换器。SC7516 高带宽的特性使它在很宽的频率范围内保持高平坦度,因此也适合用作中频及基带信号链中的增益模块;而共模反馈环路强制输出共模电压中的信号分量归零,使其得到近乎完美的差分输出:幅度完全相等,相位相差 180°,可以说 SC7516 是 ADC 驱动器的理想之选。
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