共模芯片已成功导入红外成像、汽车电源、通信系统、医疗成像、仪器仪表等核心领域
红外图像探测器的信号幅度通常在 10µV 左右,频率在 10k~500kHz 之间。由于红外信号本身极其微弱,极易受噪声和外部干扰影响——整个信号链上的放大器、电源噪声都必须低于 10µV,越低越好;在图像信号频段(10k~500kHz)的干扰同样需低于 10µV。
通常需要一个高 PSRR 的线性电源 LDO 来隔离开关电源 DC-DC 的纹波干扰。另一方面,为提供图像高分辨率,给 ADC 提供参考电平的基准源 REF 精度要求极高:例如放大器提供 100 倍增益后,10µV 信号放大到 1mV 级,要保证 1mV 的分辨率精度,基准源 REF 精度需控制在 1mV 以内。
随着新能源汽车发展,电子部件数量将达到传统汽车的 10 倍以上,电子电气架构随之变化——最显著的是功率越来越大,传感器、控制器、处理器的复杂度与数量激增。其中影响最大的是电源架构:一级电源从 12V 向 48V 系统过渡,二级电源功率和电流同步增加,"可靠性""性能""成本"成为艰巨挑战。
共模半导体研发的高可靠"高频全集成开关电源"与"低噪声"核心技术,提供一套优化的电源解决方案:在性能上提供低噪声、高 PSRR、低 EMI、低纹波、快速动态、高效率;在成本上实现最小方案体积与最低 BOM 成本(比传统方案降低 30%);在可靠性上确保更宽电压、更宽温范围稳定运行(长期寿命延长 1 倍)。
通信系统中存在信号发射端与接收端。发射端:信号经数字调制、DAC 转模拟基带、混频后通过功率放大器发射;接收端:信号经探测器转电信号,经模拟前端放大、混频、滤波后 ADC 转数字基带,再解调恢复。
在远距离高速无线通信中,对发射端信号信噪比、频谱杂散度要求严格(功放线性度、混频时钟抖动、电源噪声);对接收端灵敏度与信噪比同样严格——例如 -100dBm 接收灵敏度相当于 2.5µV 最小精度,系统噪声与干扰必须低于它。光通信领域,光电转换芯片需要特定偏置电压与电流,精度直接影响光电信号灵敏度,需高速高精度信号链芯片进行复杂调制处理。
典型应用:超声成像、数字 X 光、核磁共振 MRI、CT 成像。这类应用通常都有信号发射端与接收端——发射端信号经数字预处理、DAC 转模拟信号发射;接收端信号经探测器转电信号,模拟前端放大/滤波后 ADC 转数字信号,再由 FPGA 恢复图像。
发射强度受人体安全规范限制,越小越好;而成像像素点越多,每点信号越小,因此要求发射端信噪比高、接收端灵敏度高。这需要降低系统内各种噪声干扰,依赖超低噪声低纹波电源、超低噪声高共模抑制比(CMRR)放大器、高精度基准源。医疗影像系统对噪声干扰要求极高,所处理的微弱信号可达 1µV 级,对应 ADC 精度往往已达 20bits,对模拟器件要求极其苛刻。
典型应用:示波器、网络分析仪、高精度万用表、信号发生器等。仪器仪表类产品应用于工业现场、专业测试等领域,往往要求电压范围宽、频率范围宽、负载动态变化大、精度分辨率高——如输入电压范围 ±60V、频率范围 DC-1GHz、负载动态 0-10A、精度分辨率 10µV。
这类应用要求模拟信号链系统具备高宽压、低噪声、抗干扰、高精度、低失调、高动态特性,是精密模拟信号链的集大成者。以高精度万用表为例,按等效 ADC 精度与等效噪声干扰大小分级,共模的高精度基准源与低噪声放大器为其提供核心支撑。