SGM58600A/SGM58601A/SGM58602A：超低噪聲24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器的卓越之選

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，高精度、低噪聲的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）一直是工程師們追求的目標(biāo)。SGMICRO推出的SGM58600A、SGM58601A和SGM58602A這三款超低噪聲24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，憑借其出色的性能和豐富的功能，為眾多應(yīng)用場(chǎng)景提供了理想的解決方案。

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產(chǎn)品概述

SGM58600A、SGM58601A和SGM58602A是低噪聲、24位、60kSPS的sigma - delta（Σ - Δ）模數(shù)轉(zhuǎn)換器。它們采用了四階sigma - delta調(diào)制器和五階Sinc濾波器（Sinc5），優(yōu)化了低噪聲性能。靈活的輸入多路復(fù)用器支持單端輸入或差分輸入配置，并且具備可選的輸入緩沖器，可增加輸入阻抗。低噪聲可編程增益放大器（PGA）提供1到128的二進(jìn)制增益步長，同時(shí)還擁有SPI兼容接口和內(nèi)部片上振蕩器。

產(chǎn)品特性

1. 寬電源電壓范圍：模擬電源為5V，數(shù)字電源范圍為2.7V至5V，能適應(yīng)不同的電源環(huán)境。
2. 高分辨率：無噪聲分辨率高達(dá)22位，數(shù)據(jù)輸出速率最高可達(dá)60kSPS，確保了高精度的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。
3. 低積分非線性：在PGA[2:0] = 1時(shí)，積分非線性（INL）典型值為0.00045%FSR，保證了轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)確性。
4. 24位無丟失碼：在所有數(shù)據(jù)速率和PGA設(shè)置下，都能實(shí)現(xiàn)24位無丟失碼，提供可靠的數(shù)據(jù)輸出。
5. 快速通道循環(huán)：在1.4kHz時(shí)，可實(shí)現(xiàn)18.4位無噪聲（21.2有效位），滿足快速數(shù)據(jù)采集的需求。
6. 靈活的輸入配置：不同型號(hào)提供不同數(shù)量的單端或差分輸入選項(xiàng)，如SGM58600A支持2個(gè)單端輸入或1個(gè)差分輸入，SGM58601A支持8個(gè)單端輸入或4個(gè)差分輸入，SGM58602A支持3個(gè)單端輸入或2個(gè)差分輸入。
7. 低噪聲PGA：輸入?yún)⒖荚肼晝H為30nV，有效降低了噪聲干擾。
8. 單次轉(zhuǎn)換與單周期穩(wěn)定：支持單次轉(zhuǎn)換，并能在單周期內(nèi)完成穩(wěn)定，提高了轉(zhuǎn)換效率。
9. 斬波穩(wěn)定輸入緩沖器：增強(qiáng)了輸入信號(hào)的穩(wěn)定性。
10. 支持校準(zhǔn)功能：支持所有PGA設(shè)置的自校準(zhǔn)和系統(tǒng)校準(zhǔn)，確保了長期的準(zhǔn)確性。
11. SPI兼容接口：方便與其他設(shè)備進(jìn)行通信。

應(yīng)用領(lǐng)域

這些轉(zhuǎn)換器廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室儀器、測(cè)量與測(cè)試、工業(yè)過程控制以及醫(yī)療儀器等領(lǐng)域，為這些對(duì)精度和穩(wěn)定性要求較高的應(yīng)用提供了可靠的支持。

詳細(xì)技術(shù)分析

噪聲性能

在特定條件下（ (T{A}=+25^{circ} C) ， (V{AVDD }=5 ~V) ， (V{DVDD }=3.3 ~V) ， (V{REF}=2.5 ~V) ， (f_{CLK}=7.68 MHz) （內(nèi)部）），通過相關(guān)表格可以詳細(xì)了解芯片在不同數(shù)據(jù)速率和PGA設(shè)置下的輸入?yún)⒖荚肼暋⒂行粩?shù)（ENOB）和無噪聲分辨率。輸入緩沖器的啟用與否會(huì)對(duì)噪聲性能產(chǎn)生影響，工程師可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇。

輸入多路復(fù)用器

不同型號(hào)的芯片提供了不同數(shù)量的模擬輸入，可靈活配置為單端或差分輸入。在使用輸入多路復(fù)用器時(shí)，需要注意選擇可用的輸入，并根據(jù)實(shí)際情況處理未使用的輸入引腳，以降低功耗和增強(qiáng)抗干擾能力。

可編程增益放大器（PGA）

PGA[2:0]由ADCON寄存器控制，改變PGA設(shè)置后建議重新校準(zhǔn)模數(shù)轉(zhuǎn)換器。不同的PGA設(shè)置對(duì)應(yīng)不同的滿量程輸入電壓，工程師可以根據(jù)輸入信號(hào)的范圍選擇合適的增益。

調(diào)制器輸入電路

芯片通過內(nèi)部電容對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行連續(xù)采樣和反向采樣來測(cè)量輸入信號(hào)。輸入緩沖器的啟用會(huì)影響輸入阻抗，具體數(shù)值可參考相關(guān)表格。

電壓參考輸入

電壓參考是 (V{REFP}) 和 (V{REFN}) 之間的差分電壓，在設(shè)計(jì)時(shí)需要確保參考電壓的穩(wěn)定性。

數(shù)字濾波器

芯片內(nèi)部包含Sinc5濾波器和平均濾波器，數(shù)據(jù)速率設(shè)置與實(shí)際數(shù)據(jù)速率相關(guān)，并且可以根據(jù)需要設(shè)置數(shù)字濾波器的陷波頻率，以提高對(duì)特定頻率的共模抑制能力。

建立時(shí)間

不同數(shù)據(jù)速率下的建立時(shí)間有所不同，在使用輸入多路復(fù)用器、單次模式或連續(xù)轉(zhuǎn)換時(shí)，都需要考慮建立時(shí)間的影響，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

數(shù)據(jù)格式

芯片輸出24位二進(jìn)制補(bǔ)碼格式的數(shù)據(jù)，工程師可以根據(jù)理想輸出代碼表來理解不同輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)的輸出。

通用數(shù)字I/O

SGM58601A有4個(gè)數(shù)字I/O引腳，SGM58600A和SGM58602A有2個(gè)數(shù)字I/O引腳，這些引腳可通過IO寄存器單獨(dú)控制，在待機(jī)和掉電模式下仍可保持活動(dòng)。

時(shí)鐘輸出

時(shí)鐘輸出可作為其他處理器的時(shí)鐘源，芯片的時(shí)鐘生成可選擇內(nèi)部振蕩器或外部時(shí)鐘源。

校準(zhǔn)功能

芯片提供偏移校準(zhǔn)（OFCx）和增益校準(zhǔn)（FSCx）寄存器，可通過自校準(zhǔn)和系統(tǒng)校準(zhǔn)功能來補(bǔ)償和最小化ADC結(jié)果的偏移誤差和增益誤差。不同數(shù)據(jù)速率和PGA設(shè)置下的校準(zhǔn)時(shí)間不同，在進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)需要注意相關(guān)條件。

寄存器映射與命令定義

寄存器映射

芯片的各個(gè)寄存器具有不同的功能和默認(rèn)值，如狀態(tài)寄存器（STATUS）、輸入多路復(fù)用器控制寄存器（MUX）、A/D控制寄存器（ADCON）等。工程師可以通過對(duì)這些寄存器的配置來實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片的各種功能控制。

命令定義

芯片支持多種命令，如WAKEUP、RDATA、RDATAC等，這些命令用于控制芯片的各種操作，如同步、讀取數(shù)據(jù)、校準(zhǔn)等。在使用這些命令時(shí)，需要注意命令的格式和執(zhí)行條件。

封裝與訂購信息

三款芯片提供了不同的封裝選項(xiàng)，包括Green SSOP - 20、TQFN - 3.5×3.5 - 20L、Green SSOP - 28、TQFN - 5×5 - 28L和Green TQFN - 5×5 - 20L等，工作溫度范圍為 - 40℃至 + 125℃。同時(shí)，文檔還提供了詳細(xì)的封裝外形尺寸、推薦焊盤尺寸、卷帶和卷軸信息以及紙箱尺寸等，方便工程師進(jìn)行設(shè)計(jì)和采購。

總結(jié)

SGM58600A、SGM58601A和SGM58602A超低噪聲24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器以其卓越的性能、豐富的功能和靈活的配置，為電子工程師在高精度數(shù)據(jù)采集和處理方面提供了強(qiáng)大的工具。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師可以根據(jù)具體需求選擇合適的型號(hào)和配置，充分發(fā)揮這些芯片的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)高效、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。你在使用這些芯片的過程中遇到過哪些問題或有什么獨(dú)特的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)?zāi)?？歡迎在評(píng)論區(qū)分享。