国芯思辰24位16通道模数转换器替换AD4115用于轨道交通信号采集

轨道交通场景下的模拟信号涵盖电压、电流、温度、压力、振动等多类型，且需在强电磁干扰、宽温波动、机械振动等极端工况下长期稳定采集。轨道交通模拟信号采集系统承担着对列车及沿线设备关键参数的实时捕获与转换任务，数据准确性直接决定故障诊断与运维决策的可靠性。本文推荐使用国产低功耗，低噪声24位模数转换器，该芯片可以直接替换AD4115用于轨道交通的模拟信号采集。

轨道交通模拟信号采集需覆盖电压、电流、温度等多类型参数，传统方案需搭配大量分立器件，链路复杂且故障率高。该模数转换器芯片集成了8个全差分或16个单端模拟前端(AFE)，和关键模拟和数字信号调理模块，可为使用的每个模拟输入通道配置8个独立设置，支持±10V及0-20mA的0.1%无校准测量，单电源±40V输入。

轨道交通设备早期故障常表现为模拟信号的细微波动，需器件具备高精度与低噪声特性以实现提前预警，该国产模数转换器提供良好的噪声特性，在31.25kSPS的转换速度下提供接近16bit的Noise free resolution，相比行业竞品有近1位的提升，良好的噪声，有利于小信号的精度，特别是在电流采集应用中，在保证同样的0.1%精度下可使用更小阻值的采样电阻来降低系统功耗。

该国产模数转换器应用特点介绍如下：

• 有效分辨率：17.9bits@62.5kSPS
• 总体无校准误差：0.07%
• Offset低至：0.5mV
• 高交流PSRR：50dB@50Hz~100kHz
• 高集成度：集成基准温漂6ppm/℃（Typ.)，精密分压电阻，集成2℃高精度温度传感器
• 支持50/60Hz同时抑制
• 支持SPI CRC校验
• 断线检测：输入断线后，输出归零
• 更高的ESD/温度等级：2000V/1250V HBM/CDM
• 数字供电：2.7V~5.5V；模拟供电：4.5V~5.5V
• 封装：6.0mm×6.0mmQFN（40pin）
• 工作温度范围：–40°C至+125°C

在复杂的轨道环境中，模数转换器的电源上会耦合各种频率的噪声，这时就非常考验芯片的交流PSRR性能了。该国产模数账期在1kHz~100kHz的频率范围内均拥有近50dB的电源抑制能力，领先行业竞品，这一特性能够保证器件在恶劣的干扰环境下依然能够精准采集。

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