Sigma Delta型模數(shù)轉(zhuǎn)換器又稱Σ-Δ型模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）作為連接物理世界與數(shù)字系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、汽車電子和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中。其中，Σ-Δ型模數(shù)轉(zhuǎn)換器憑借其高分辨率和優(yōu)良的抗噪性能，成為高精度測量領(lǐng)域的首選技術(shù)。

1、Sigma Delta型高精度ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器工作原理
Σ-Δ型ADC屬于一種過采樣轉(zhuǎn)換器，其核心由積分器、比較器和數(shù)字濾波器組成。與傳統(tǒng)逐次逼近型（SAR）ADC不同，Σ-Δ調(diào)制器以遠(yuǎn)高于奈奎斯特頻率的速率對模擬信號進(jìn)行采樣，并通過負(fù)反饋結(jié)構(gòu)將量化噪聲“整形”到高頻區(qū)域，再通過數(shù)字濾波器濾除帶外噪聲，從而在信號頻帶內(nèi)獲得極高的信噪比。
該結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)勢包括：
?Sigma Delta型模數(shù)轉(zhuǎn)換器無需復(fù)雜的抗混疊濾波，通常只需一階RC濾波器；
?能夠以較低的成本實現(xiàn)16–32位的高分辨率；
?對元器件匹配精度要求較低，適合單片集成。
這類ADC尤其適合傳感器信號調(diào)理、音頻采集和精密測量等應(yīng)用場景。

2、ADX320Q/ADX3202Q：汽車級高精度ADC詳解
ADX320Q（單通道）與ADX3202Q（雙通道）是類比半導(dǎo)體推出的24位Σ-Δ型模數(shù)轉(zhuǎn)換器，專門為汽車電池管理系統(tǒng)（BMS）及其他需要高精度同步采樣的場景設(shè)計。
汽車級高精度ADC主要特性：
?高集成度設(shè)計：Sigma Delta型模數(shù)轉(zhuǎn)換器每個通道集成可編程增益放大器（PGA），支持1至128倍增益調(diào)節(jié)，能夠直接連接分流電阻、熱敏電阻或分壓網(wǎng)絡(luò)；
?全局?jǐn)夭夹g(shù)：有效抑制溫漂與時漂，提升長期測量穩(wěn)定性；
?內(nèi)置基準(zhǔn)與振蕩器：Sigma Delta型模數(shù)轉(zhuǎn)換器集成2.4V/4.2V低漂移電壓基準(zhǔn)和精密振蕩器，降低系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜度與PCB面積；
?靈活電源配置：模擬供電2.7V–5.5V，數(shù)字供電1.65V–3.6V，支持單極/雙極性輸入；
?完整診斷機制：Sigma Delta型模數(shù)轉(zhuǎn)換器具備傳感器開路檢測、電源監(jiān)控、FIFO數(shù)據(jù)緩存與CRC校驗功能，滿足功能安全要求；
?寬溫工作：支持-40°C至125°C環(huán)境，符合AEC-Q100車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。

3、Sigma Delta型模數(shù)轉(zhuǎn)換器關(guān)鍵參數(shù)：
?分辨率：24位
?采樣率：125SPS–6kSPS
?輸入偏置電流：小于100pA
?封裝形式：QFN-32

4、Sigma Delta型模數(shù)轉(zhuǎn)換器典型應(yīng)用場景
Sigma Delta型模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADX320Q系列憑借其高精度、多通道同步采樣和豐富的內(nèi)置功能，特別適合以下系統(tǒng)：
?電動汽車BMS：實現(xiàn)電池電壓、電流與溫度的精確采集；
?高精度傳感器調(diào)理：配合PGA放大微弱的橋式或熱電偶信號；
?工業(yè)控制與儀表系統(tǒng)：Sigma Delta型模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于多通道模擬信號的同步數(shù)字化；
?安全至上的嵌入式系統(tǒng)：借助CRC與診斷機制提升系統(tǒng)魯棒性。

5、Sigma Delta型模數(shù)轉(zhuǎn)換器選型與設(shè)計建議
在選擇Σ-Δ型模數(shù)轉(zhuǎn)換器時，除了關(guān)注分辨率和采樣率外，還需注意以下方面：
?根據(jù)信號帶寬和噪聲要求選擇合適的輸出數(shù)據(jù)速率與PGA增益；
?若信號源阻抗較高，建議啟用緩沖模式以降低偏置電流影響；
?在強干擾環(huán)境中，應(yīng)配合RC濾波與屏蔽措施，充分發(fā)揮Σ-Δ結(jié)構(gòu)的噪聲抑制能力。

ADX320Q系列通過其高集成度、車規(guī)級可靠性及完整的片內(nèi)校準(zhǔn)功能，為工程師構(gòu)建高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供了理想的核心器件。Σ-Δ型模數(shù)轉(zhuǎn)換器以其獨特的過采樣與噪聲整形機制，在高精度信號轉(zhuǎn)換領(lǐng)域占據(jù)重要地位。ADX320Q作為車規(guī)級高精度ADC的代表，融合了高性能、高安全性與高集成度等優(yōu)勢，非常適用于當(dāng)前電動汽車、工業(yè)傳感等高要求場景。合理選用此類ADC，將有效提升信號鏈路的精度與可靠性。如需技術(shù)咨詢、選型或應(yīng)用支持，請訪問英尚微網(wǎng)頁獲取信息。

審核編輯 黃宇