PMD040B 24位Δ-Σ ADC芯片 - 高精度测量解决方案,ADC如何解决小信号采集难题

在工业自动化、医疗设备和智能仪器领域，精准采集微弱信号一直是工程师面临的技术挑战。传统ADC在噪声抑制、分辨率和功耗方面往往难以兼顾，而应广科技推出的PMD040B 24位Δ-Σ模数转换器，正是为解决这些痛点而生。

五大核心优势，重新定义精度与能效

1. 真正的24位无失码精度

PMD040B采用先进的Δ-Σ架构，确保真正的24位分辨率，无失码现象。在PGA=128x、VDD=5V条件下，有效分辨率高达20.5位，这意味着它能够分辨出小于1微伏的电压变化，为称重传感器、应变计等应用提供前所未有的测量精度。

2. 智能可编程增益，适应全场景需求

芯片内置8级可编程增益放大器（1x-128x），工程师可根据输入信号幅度灵活调整：

1x/2x增益：关闭PGA第一级，功耗最低
4x-128x增益：开启全信号链，适合微伏级信号放大

这种灵活性让同一颗芯片既能处理称重传感器的大信号，也能应对热电偶、血压监测的微弱信号。

3. 卓越的噪声抑制能力

在10Hz数据速率下，峰峰值噪声仅174nV（PGA=128x），并且对50Hz/60Hz工频干扰具有优异的抑制能力。这意味着在工业现场等嘈杂环境中，PMD040B依然能提供稳定、纯净的采样数据。

4. 高度集成，简化系统设计

内置温度传感器：±3℃精度，无需外置温度芯片
高压侧电源开关：直接驱动桥式传感器，导通电阻仅6Ω（VDD=5V）
内部振荡器：免外部晶体，减少BOM成本和PCB面积

这种高集成度使得外围电路极其简洁，特别适合空间受限的便携设备。

5. 超低功耗与电源管理

运行电流：0.65mA（VDD=3.3V，PGA=1x/2x）
掉电模式：0.1μA，SCLK保持高电平>100μs即可进入
快速唤醒：10μs即可恢复正常采样

对于电池供电的便携设备，这种功耗控制显著延长了续航时间。

实战应用指南

电子秤优化方案

VDD ──┐ │ 10Ω ── 10μF ── GND │ PMD040B │ AIN_P ── 称重传感器+ ── 100nF AIN_N ── 称重传感器- ── 100nF

设计要点：

在电源路径串联10Ω电阻并并联10μF电容，有效抑制电源噪声
差分输入线对地各接100nF电容，构成EMI滤波器
VREFP直接接VDD，充分利用5V供电时的±19.5mV输入范围

温度监测实现方案

通过配置寄存器cfgr1[5]=1启用温度传感器，采用两点校准：

在已知温度Ta下读取输出值Ya
在已知温度Tb下读取输出值Yb
根据公式计算偏移量OS和斜率SL
实时温度 = (当前读数 + OS)/SL - 273.15

SPI通信最佳实践

PMD040B采用独特的双线SPI接口，数据读取时注意：

DOUT变低表示数据就绪
在24个SCLK周期内读取完整的24位数据
如需配置寄存器，继续发送SCLK至46个周期
避免在T_update（约30μs）期间读取数据

性能对比：为什么PMD040B是更优选择

特性	传统16位ADC	PMD040B 24位ADC
有效分辨率	14-15位	20.5位
噪声水平	数十微伏	174纳伏
集成度	需要外置PGA、传感器	全集成
功耗管理	需外部电路实现	内置掉电模式
成本	多芯片方案成本高	单芯片高性价比

应用电路

注：在电源路径上串联一个 10 欧姆的电阻可以过滤电源噪声。此项为可选操作。PMD040B 采用 SOP8 封装

模拟输入前端

ADC 的输入信号源可通过配置寄存器 cfgr1[1:0] 从 AIN_P、AIN_N 或温度传感器输出信号中选择外部差分信号。 PMD040B 可提供 1x、2x、4x、...、64x、128x 等不同的增益设置。选择 1x 或 2x 增益时，PGA 将关闭以节省功耗。模拟输入路径将绕过 PGA，仅使用 PGA 缓冲器放大信号。当选择更高的增益设置时， PGA 将开启，并提供 4 倍至 128 倍的增益选项。配置寄存器 cfgr2[0]、cfgr2[4] 和 cfgr2[7:5] 用于控制增益设置