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SGM51652H4/H8

SGMICRO(圣邦微)数据采集

为了精确获得温度、湿度、压力、位置等真实世界数据,我们需要用传感器去测量,并且以电压和电流的形式输出电信号;若要进一步分析和利用这些实时信号,要用到被誉为模拟电路皇冠上明珠的模数转换器(ADC)。 在工业 4.0 加速落地的今天,越来越多工业自动化应用场景(PLC 的模拟量输入模块)需要在信号链中部署 SAR ADC,实现高性能和高可靠信号调理。这些 SAR ADC 需要提供较高的采样速度和分辨率,适应多种输入信号范围要求,且需要在工业现场复杂的环境中以及全温度范围内保证性能的稳定和一致性。为了满足这些应用场景需求,圣邦微电子推出了 SGM51652H 系列 ADC 产品。


优异的性能

SG Micro Corp

 

SGM51652H4 和 SGM51652H8 分别是 4 通道和 8 通道 SAR ADC,具有 16 位分辨率,最高 500kSPS 采样速率(单通道)。这些器件由单个单极 5V 供电,支持双极 ±10.24V、±5.12V 和 ±2.56V 输入,以及 0V 至 10.24V 和 0V 至 5.12V 的单极输入范围(输入范围可由软件配置)。ADC 的输入阻抗不受采样频率和输入范围配置影响。此外,该 SAR ADC 还在输入端提供 ±20V 过电压保护,具有片上高精度和低漂移 10ppm 电压参考源,以及与传统 SPI 协议兼容的数字接口,这些功能决定了 SGM51652H4/H8 可广泛适用于 PLC 模拟信号采集等工业自动化应用。

在性能参数上,SGM51652H4/H8 也是可圈可点。比如其具有 -0.6/+0.9LSB 的 DNL(微分非线性)、±1.3LSB 的 INL(积分非线性)、-99dB 的 THD(总谐波失真),和 89.5dB 的 SNR(信噪比)。在直流和交流主要性能指标上,SGM51652H4/H8 也达到了国际上高水准。

 

1 SGM51652H4 和 SGM51652H8 的 TSSOP-38 引脚配置

 

独特的架构

SG Micro Corp

 

想要真正“读懂”SGM51652H4/H8,了解其在实际应用设计中可以提供的价值,仅看上面列示的这些性能参数是不够的,还需要从架构上进行深入地剖析。

 

2 SGM51652H4/H8 系统方框图

 

SGM51652H4 和 SGM51652H8 每个模拟输入通道均配置了一个过电压保护箝位电路、一个可编程增益放大器(PGA)和二阶低通滤波器,该滤波器在将输入信号馈送到 4 或 8 通道模拟多路复用器(MUX)之前对输入信号进行了滤波。

片上集成 PGA 是 SGM51652H4/H8 架构上的一个突出亮点。要知道,在工业过程控制系统中,需要可配置的灵活输入量程范围,当 SAR ADC 需要支持不同的模拟输入电压时,常常需要外接一个 PGA,这无疑会增加系统的复杂性和成本。而 SGM51652H4/H8 在每个单独的模拟输入通道上均提供了专门的 PGA,使每个通道都具有可配置的灵活输入范围。

 

1 SGM51652H4/H8 片上 PGA 使用了一个匹配度极高的电阻器网络进行增益配置,此为输入范围选择位(RANGE_CHn[3:0])详细信息

 

SGM51652H4/H8 在架构上另一个很有匠心的设计,就是通过对模拟采集前端系统供电的简化,使得 SAR ADC 前端只需单 5V 供电即可实现 ±10V,±5V 双极性信号的输入,因此芯片在使用过程中不再需要外部高压双极电源和复杂的驱动电路,既节约了成本又缩小了系统的尺寸。

如果进一步探究,我们还会发现 SGM51652H4/H8 通过设计优化带来的其他优势:

· 输入过压保护SGM51652H4/H8 的每个输入通道上均有一个过电压保护(OVP)电路,帮助系统设计人员保护 ADC 输入免受过电压事件的影响。

· 多路复用器SGM51652H4 和 SGM51652H8 分别具有集成的 4 通道和 8 通道模拟多路复用器,所有通道的最大总吞吐量为 500kSPS。

· 支持菊花链拓扑SGM51652H4/H8 可以在没有任何特殊硬件或软件配置的情况下进入菊花链模式,这在很大程度上可提高数据采集系统的信号采集和处理能力,并提升应用设计的灵活性。

可以说,正是由于上述一系列优化设计,满足了工业市场 PLC 和 DCS 系统模拟量采集单元及其它过程控制系统的模拟量采集单元的客户需求。

 

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类型 文档 操作
规格书 SGM51652H4_SGM51652H8.pdf 下载

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