昆腾微信号链芯片ADC/DAC应用

关于信号链

信号链（Signal Chain）是电子系统中从信号采集、处理到输出的完整路径，涉及多种专用芯片，其核心功能是实现信号的精确传输、转换与处理。以下是信号链中的主要芯片类型及其作用：

1. 信号采集端

(1) 传感器接口芯片

作用：连接物理世界与电子系统，将传感器输出的微弱信号（如温度、压力、光强等）转换为电信号。

常见类型：

• 传感器信号调理芯片：用于放大、滤波或线性化传感器原始信号（如ADI的AD8237）。

• 光电转换芯片：将光信号转换为电流或电压（如光电二极管配套的前置放大器）。

(2) 模拟前端（AFE, Analog Front End）

作用：集成多通道信号调理功能，常用于医疗、工业检测等场景。

2. 信号调理与转换

(1) 放大器

运算放大器（Op-Amp）：通用放大。

仪表放大器：高精度差分放大。

可编程增益放大器（PGA）：动态调整增益以适应不同信号幅度。

(2) 模数转换器（ADC）

作用：将模拟信号转换为数字信号。

类型：有低速高精度ADC 24位Σ-Δ型和高速ADC 12位SAR型或流水线型

(4) 数模转换器（DAC）

作用：将数字信号还原为模拟信号。

3. 信号处理与控制

(1) 数字信号处理器（DSP）

作用：执行算法（如FFT、滤波、编解码），实时处理数字信号。

(2) 微控制器（MCU）

作用：集成ADC/DAC、PWM等外设，实现信号处理与控制一体化。

(3) FPGA/CPLD

作用：高速并行信号处理，适用于定制化算法（如雷达信号处理）。

4. 信号输出与驱动

(1) 功率放大器/驱动器

音频功放：驱动扬声器

电机驱动器：控制电机运动

LED驱动器：调节亮度与色彩

(2) 射频（RF）芯片

作用：无线信号调制、发射与接收（如Wi-Fi、蓝牙模块）。

5. 辅助芯片

(1) 时钟芯片

作用：提供高精度时序信号，确保信号同步。

(2) 电源管理芯片（PMIC）

作用：为信号链各环节提供稳定供电（如LDO、DC-DC转换器）。

6. 接口与通信芯片

数字隔离器：隔离高压与低压信号。

高速串行接口：LVDS、USB、PCIe等。

ADC产品 – KTA7953产品描述

KTA7953 是一款 12 位多通道模-数转换器。

该产品包含一个拥有内部采样保持电路的电容型逐次逼近模-数转换器（ADC）。

该产品可工作于 2.7V~5.25V 的模拟电源电压范围，同时，极低的功耗使其非常适用于电池供电的设备以及采用隔离电源的设备。

输入/输出端口的电源电压范围较宽，为1.7V~5.25V，这样就能够和绝大多数 CMOS 数字主设备方便对接。

串行交互接口由片选信号CS以及 SCLK 控制，这样就很容易实现与微处理器和数字信号处理器（DSP）的对接。

在CS信号的下降沿对输入信号采样。用 SCLK 来控制转换，串行数据输出以及串行数据读取。该产品支持对预选通道进行自动排序，也支持在下一个转换周期手动选择一个通道。

该产品有两种可选的输入范围（0V~2.5V 以及0V~5V），四个独立可配置的 GPIO，以及每个通道有两种可编程设置的报警阈值。这些特性使其适用于绝大多数数据采集系统。

该产品提供了省电模式的设置。当芯片工作于低转换速度下时，这种设置能够节省很大一部分功耗。

ADC产品 – KTA7953产品特性

• 1-MHz 采样，串行输出。

• 12 位分辨率

• 零延时

• 20-MHz 串行接口

• 模拟电源电压输入范围：2.7 ~ 5.25V

• 输入/输出电源电压范围：1.7~5.25V

• 两种可切换的模拟电压输入范围：0~2.5V 以及0~5V

• 通道选择有手动和自动模式

• 总共 16 路信号通道输入

• 每路通道设有两种可编程的报警电平

• TSSOP 封装下有四路独立的可配置 GPIO

• QFN 封装下有一路可配 GPIO

• 典型功耗：15.5mW（+VA = 3.3V，+VBD = 3.3V），1MSPS

• 断电模式电流（0.5uA）

• 输入带宽（47MHz，3dB）

• 38-Pin TSSOP 封装

• 32L-QFN 封装

ADC产品 – KTA1419产品描述

KTA1419 是一款非常灵活的系统检测芯片，其内置有温度传感器和电压参考源，包含 8 通道 12 位ADC 可用于采集系统电压、温度等环境状态，监测数据采用 I2C 接口上传主机。 

 KTA1419 内置的 ADC 检测精度为 12 位，最大支持 8 路模拟检测量输入，可以配置成 8 路单端或 4 路伪差分输入模式。芯片内置的温度传感器监测环境温度范围为–40 ~ 125℃，监测精度±1℃。芯片内置有

2.56V 参考源，同时也支持外部 1.25V~VDD的参考输入。芯片的每路检测输入都有独立寄存器存储测量值，并具有看门狗窗口比较器，能跟踪所有测量值的状态并掩码。芯片也带有 INTn 中断输出，能对测量

中的错误事件进行上报。 

KTA1419 的 I2C 总线可以选择 9 个从机地址，并带有防止总线死锁的超时复位功能。芯片的电源输入范围为 3.0V~5.5V，封装采用 TSSOP-16 形式

ADC产品 – KTA1419产品特性

• 支持最大 8 路模拟检测量输入 

–  可配置成 8 路单端或 4 路伪差分输入模式 

• 支持 12 位 ADC 检测精度 

– DNL ±1  LSb  

– INL ±1  LSb  

• 内置温度传感器

–  温度监测精度 ±1℃ (–40~125℃) 

• 内置 2.56V 参考源 

–  也支持外部 1.25V~VDD 的参考输入 

• 独立寄存器存储测量值

• 带中断输出上报处理器错误事件

• 内置看门狗窗口比较器

–  能跟踪所有测量值的状态并屏蔽 

• I2C 串行总线兼容

–  带  9  个可选择的地址 

–  带超时复位功能防止总线死锁 

• 电源范围： 3.0V~5.5V 

• 低功耗 

– 工作电流0.5mA 

– 关机电流小于 2uA 

– 可单独关闭通道降低功耗 

•  封装：16-pin TSSOP-16 

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