国产芯动力 | 芯动神州ADSD1278在超多通道地震勘探系统中的应用

Release time：2026-02-03
author：AMEYA360
source：芯动神州
reading：180

　　在能源勘探与地质灾害预警领域，地震波探测技术是揭开地层秘密的关键。为了获取高分辨率的地质成像，勘探系统往往需要成百上千个传感器同步采集极其微弱的机械波信号。

　　芯动神州推出的ADSD1278，24位模数转换器(ADC)，凭借其8通道同步采样能力、卓越的噪声控制以及高效的级联架构，为新一代国产化地震数据采集系统提供了核心支撑 。

国产芯动力 | 芯动神州ADSD1278在超多通道地震勘探系统中的应用

　　勘探系统的三大核心诉求

　　极宽的动态范围：地层反射的机械波信号极其微弱，且常伴随复杂的背景噪声。ADSD1278在高分辨率模式下信噪比(SNR)高达110dB，能够捕捉深层地质反馈的细微信号 。

　　绝对的同步一致性：地震成像依赖于多通道信号的到达时间差。ADSD1278确保8通道间同步采样，孔径误差极低，消除了通道间的相位漂移 。

　　超大规模通道扩展：勘探阵列通常涉及大量采集单元。ADSD1278支持菊花链(Daisy-Chain)技术，允许将多个芯片串联从单一管脚输出数据，显著降低了布线复杂度和处理器压力 。

　　ADSD1278技术优势解析

　　24位精密采集：提供超高分辨率，带内纹波小于0.005dB，确保地震波形还原的高度真实性 。

　　温漂表现优异：地震勘探常在极寒或酷热的野外进行。ADSD1278的直流温漂仅0.8μV/°C，在-40℃~85℃的工业温区内保持极高的测量精度 。

　　低功耗设计：野外设备多采用电池供电 。在低速模式下，ADSD1278每通道功耗仅为7.5mW，有效延长了勘探设备在恶劣环境下的作业时长。

　　完美的国产化升级路径

　　对于现有的地震勘探设备，ADSD1278提供了零成本迁移方案：

　　Pin-to-Pin兼容：完全兼容国际标杆芯片TI ADS1278，封装与引脚定义一致，硬件 PCB无需改动即可实现国产化替换 。

　　配置简单：所有操作通过硬件管脚直接控制，无需寄存器编程，极大提升了野外采集系统的稳定性，降低了软件冗余带来的风险。

　　结语

　　芯动神州ADSD1278凭借其在高精度采样与大规模级联方面的独特优势，正成为国产地震勘探装备迈向高性能、自主可控的核心引擎。助力中国能源安全，从精准捕捉每一束地心波信号开始。


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医疗电子芯方案 | 让便携超声“看”得更清、用得更久：芯动神州ADCP216赋能高端医疗影像
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医疗电子芯方案 | 让便携超声“看”得更清、用得更久：芯动神州ADCP216赋能高端医疗影像

　　在医疗器械小型化的浪潮下，超声设备正从庞大的“影像科重器”变为医生手中的“视诊器”。然而，对于便携式超声(POCUS)和手持式超声探头的设计者来说，始终面临一个两难的抉择：是追求媲美台式机的高画质，还是保全设备的电池续航与散热?　　今天，我们将深入探讨一款能够打破这一平衡僵局的16位双通道 ADC— ADCP216，看它如何成为高端便携医疗影像系统的核心引擎。　　痛点一：如何在方寸之间捕捉微小病灶?　　核心解法：16位高分辨率+79dBFS信噪比　　医疗超声成像的本质是对回波信号的精确捕捉。在便携设备中，由于探头功率受限，回波信号往往非常微弱。如果ADC的信噪比不够，细微的组织病变信息就会淹没在底噪中。　　ADCP216专为解决这一问题而生：　　·真16-bit精度：ADCP216是一款双通道、16位分辨率的ADC 。相比于传统的12位或14位方案，它能提供更细腻的量化层级，不仅能看清轮廓，更能看清纹理。　　·极致的动态范围：在125MSPS采样率下，ADCP216的信噪比(SNR)高达79dBFS(Fin=10MHz)，无杂散动态范围(SFDR)达到99dBc。　　这意味着，即使在复杂的深部组织探测中，ADCP216也能如同“显微镜”一般，从噪声中提取出纯净的图像信号，为医生提供临床级的诊断依据。　　痛点二：高发热与“续航焦虑”　　核心解法：730mW超低功耗设计　　手持式超声设备通常由电池供电，且内部空间狭小，散热是巨大的挑战。传统的高速高精度ADC往往是“电老虎”，不仅缩短续航，产生的热量还会导致设备手柄发烫，影响医生操作手感。　　ADCP216在功耗控制上做到了行业领先：　　·低功耗运行：在125MSPS的全速运行模式下，其正弦波输入功耗仅为730mW。　　·1.8V单电源供电：模拟和数字输出驱动均采用1.8V供电，进一步降低了系统整体能耗。　　更低的功耗意味着您可以设计出更轻薄、续航更久的产品，或者在同等电池容量下支持更复杂的波束合成算法。　　痛点三：研发周期与供应链安全　　核心解法：Pin-to-Pin兼容AD9268，无缝替代　　对于已经拥有成熟产品的医疗器械厂商，重新设计PCB意味着漫长的验证周期和昂贵的注册成本。　　ADCP216充分考虑了这一点：　　·完全兼容：它采用了QFN-64封装(9mm×9mm)，在引脚定义和封装尺AD9268实现Pin-to-Pin兼容。　　·灵活接口： 支持1.8V CMOS或LVDS输出模式 ，数据格式支持偏移二进制、格雷码或二进制补码 ，无缝对接现有的FPGA逻辑。　　您可以直接在现有方案上进行替换测试，以最小的研发投入，实现核心器件的国产化与性能升级。　　总结：专为医疗影像打造的“芯”脏　　ADCP216凭借16位高精度、125MSPS高采样率以及730mW低功耗的黄金组合，完美契合了便携式医疗成像和超声设备的严苛需求。　　它不仅让便携设备拥有了“台式机”般的眼力，更让医生告别了续航焦虑。　　典型应用场景：　　·手持式/便携式彩色多普勒超声系统　　·高端推车式超声设备　　·便携式医疗成像仪　　·数字化X光探测器前端
2026-02-03 13:55 reading：168
芯动神州发布ADSD1299，助攻穿戴式脑电采集系统
行业新闻

芯动神州发布ADSD1299，助攻穿戴式脑电采集系统

　　基于芯动神州ADSD1299设计的可穿戴式脑电采集前端，具有采集精度高、体积小、功耗低、抗干扰性强等特点。采用ADSD1299内部集成的可编程放大器(PGA)实现微弱信号的放大。为了消除干扰,使用限幅滤波预处理电路和ADSD1299内部集成的偏置驱动放大器。实验测试表明，该脑电采集前端设计能较好地把微弱的脑电信号提取出来，并且具有较好的抗干扰能力和实用价值。　　脑电图(EEG)是由大脑神经元活动产生的电位合成，它包含了丰富的大脑活动信息。脑电图在脑部疾病的医学诊断、功能恢复、疲劳驾驶的脑电活动监测、脑-机接口(BCI)以及其他脑科学研究中都有广泛应用。对于脑电信号的研究离不开脑电信号的采集，而脑电信号的采集则依赖于脑电采集系统。传统的脑电采集系统虽然能够在采集精度上满足医疗和研究的需求，但其体积大、操作复杂、功耗高等缺点限制了其应用范围。因此，设计出一种体积小、功耗低、操作方便的脑电信号采集系统具有重大的实际意义和应用价值。由于脑电信号极其微弱，加上人体阻抗的特性、外部和内部的干扰等因素，传统的脑电采集系统需要通过复杂的放大滤波电路设计来满足脑电信号采集的需求。然而，这样的设计会导致电路板体积过大、功耗高，不利于实现采集系统的便携化。　　▲芯动神州推出的专门用于脑电信号采集的模数转换芯片ADSD1299，以高精度、便携式、低功耗的脑电采集系统研制为背景，采用该款芯片作为核心器件设计出可穿戴式脑电信号采集系统前端。　　可穿戴式脑电采集系统设计方案　　图1 穿戴式脑电采集系统框图　　▲可穿戴式脑电信号采集设备由若干部分组成，包括脑电导联接口、ADSD1299集成模拟采集前端、核心板控制模块、BLE蓝牙模块、电源模块和上位机部分组成，如图1所示。　　▲该系统是一个低功耗的嵌入式处理系统，核心板控制模块通过低功耗蓝牙BLE模块与上位机进行通信，根据上位机的指令控制ADSD1299进行脑电信号的模数转换，并将转换后的脑电信号数据通过蓝牙发送到上位机。该系统解决了传统脑电采集系统在时间和空间上的局限性，满足了脑电采集所需要的便携式、可移动、低功耗以及实时性等特点。该系统中模拟前端部分是保障系统整体性能的关键，芯动神州的ADSD1299为核心器件，其具有如下突出的特性：　　具有8个低噪声可编程放大器(PGA，放大倍数1～24倍可调)与8个同步采样模/数转换器(ADC)，模/数转换速率介于250 S/s~16 kS/s之间，不超过8 kS/s时其精度为24 bit。　　每个通道的功耗仅有5 mW，共模抑制比(CMRR)高达-110 dB，直流输入阻抗高达1 000 MΩ。　　内置偏置驱动放大器和持续断电检测(LEAD-OFFDetection)功能。　　这些特性保证了加入很少的元器件即可搭建脑电信号模拟采集前端。　　ADSD1299内部结构描述　　▲ADSD1299的输入端采用差分方式输入，每个输入端都集成有EMI滤波器，能有效地抑制外部射频干扰。此外，它具有灵活的路由交换器(MUX)，可以将任何输入连接到放大器(PGA)的输入端。同时，它还集成有持续断电检测(Lead Off)电路，可以随时监测电极是否断开。内部集成了8路并行的PGA和ADC，可以提供很高的采集转换精度。内部还集成有偏置驱动放大器，可以有效抑制共模干扰噪声。采用SPI串行通信方式设置内部控制用寄存器并输出数字信号，当芯片完成一次采集时，芯片会拉低引脚来通知处理器可以通过SPI读取数据。　　集成模拟前端脑电检测电路设计　　▲脑电检测电路基于芯动神州公司推出的集成模拟前端芯片ADSD1299进行设计。ADSD1299内部器件噪声低于1uV，并且具备脑电采集所需的全部常用功能。并且以通道正常运行时消耗 5 mW 的低功耗特性和高集成度特点，能够大幅度缩小板级空间，显著降低整体成本，构建可扩展的脑电采集系统。针对脑电信号微弱(0.5 uV～100 uV)的特性，传统的采集前端通常由模拟抗混滤波器、多级放大电路和陷波电路等来提高信号的信噪比，这也是导致其体积大，不利于实现便携式设计的主要原因。　　图2 前端电路设计结构框图　　▲由于ADSD1299在采样频率不超过8 kHz时模数转换精度达到24位，再结合其集成的具有高共模抑制比的差分输入可编程增益放大器(PGA)，在前端设计的模拟侧只保留了抗混滤波电路。而基线漂移、陷波等处理根据应用需要在数字侧实现，而且基于过采样技术采用二阶无源RC滤波电路实现抗混滤波，大大简化前端电路设计。其设计结构框图如图2所示。　　▲ADSD1299为差分输入，其共模抑制比(CMRR)高达-110 dB，且其直流输入阻抗高达1 000 MΩ，再配合闭环偏置驱动电路设计，能够很好地保证系统的抗干扰要求;ADSD1299内部含有8个低噪声的可编程增益放大器(PGA)和8个同步采样模/数转换器(ADC)，A/D转换精度高达24 bit，当VREF=4.5 V时其信号电压的分辨率为：　　VLSB=VREF /(223-1)=0.536uV　　如果再将PGA可编程增益控制考虑进去则其信号电压分辨率可以达到0.053 6 uV。　　预处理电路设计　　图3 信号预处理电路　　由于脑电信号频率只有0.5～100 Hz，实验分析的有效范围一般在0.5～30 Hz，在模数转换前必须经过低通抗混滤波的预处理。我们针对每个通道设计了预处理电路，如图3所示, 该电路由二阶无源RC低通滤波和限幅电路组成。　　基准电压电路　　对于ADC的基准电压选择,既可以选择内部基准电压，也可以选择外部基准电压。为了减小电路规模，使用ADSD1299内部基准电压VREF=4.5V，详细资料请查看数据手册。基准电压是将VREFN与AVSS连接起来并加上限频电容由AVSS产生的，限频电容的作用是使基准电压的输入噪声不会对系统产生干扰，使得频率带宽至少限制在10 Hz以内。　　偏置驱动电路　　A=2 * ZF/RCM　　其中，ZF为：　　ZF=RF/(1+s*RF-CF)　　通过右腿驱动电路设计可以进一步抑制脑电信号的共模噪声。利用ADSD1299内置的偏置驱动放大器加上很少的元器件就可以设计出偏置驱动电路，详细电路请参考数据手册。这个电路是由ADSD1299内置偏置驱动放大器以及外围的REXT、CEXT组成。REXT为反馈电阻。反馈电容CEXT的作用是进行相位补偿，用来防止自激。选择BIAS AMP运放的正参考端BIASREF为(AVDD+AVSS)/2即系统地AGND，能够形成一个闭环回路结构。该闭环回路电路实际上就是一个对消驱动电路，共模信号通过该反馈电路可以在人体上产生一个极性相反的共模信号，将共模干扰噪声限制在一个很窄的范围内，该范围大小取决于该环路的增益A：　　系统软件设计　　图4 系统软件流程图　　该系统主要通过低功耗MCU控制器编程实现，图4为系统的软件程序流程图，设备上电以后，主程序对系统时钟、外设模块所需的GPIO端口、UART、SPI接口进行初始化设置，设置脑电数据包格式，并对数据包进行初始化。初始化完成后开始校验ADSD1299是否工作正常，ID正确后对ADSD1299进行初始化配置，包括ADSD1299的内部功能寄存器和时钟源配置等;以上配置完成后则开启全局中断，发送开始连续读数据操作指令;中断产生则通过SPI连续读取8通道脑电数据;通过串口将数据发送给蓝牙模块，蓝牙模块进行无线数据传输发送给 PC 端上位机进行接收。　　ADSD1299芯片设计优势　　EEG信号采集是一种强噪声背景下的微弱信号的采集，这对于EEG信号的采集前端电路设计提出了很高的技术要求。利用芯动神州的ADSD1299芯片内部集成的各种特有EEG功能可以大幅简化采集前端设计的电路规模。为设计出新一代的便携式、低功耗、高性能的实时穿戴式脑电采集系统提供了有力的技术支持。
2026-01-29 15:11 reading：366
DAC重磅新品，芯动神州发布DAC2167LFP-250高速DAC芯片
行业新闻

DAC重磅新品，芯动神州发布DAC2167LFP-250高速DAC芯片

　　芯片设计公司芯动神州微电子最新推出了一款高速数模转换芯片DAC2167LFP-250。该款芯片为双通道DAC芯片，分辨率为16bit，最高采样率达250MSPS。该芯片具有低噪声、低杂散、低交调失真的特点，并允许输出超过奈奎斯特频率的信号。由于该芯片具有高速、高精度和功能灵活等特性，在多个领域具有广泛的应用。　　DAC2167LFP-250优势和特点：　　高动态范围、双DAC　　低噪声与交调失真　　单载波W-CDMA ACLR = 80 dBc (61.55 MHz)　　创新的开关输出级，允许使用超过奈奎斯特频率的输出频率　　包含双端口的LVCMOS输入或选择交叉存取单端口工作　　差分模拟电流输出可以在8.6 mA～31.7 mA满量程范围内编程　　辅助10-bit电流DAC具有灌电流/拉电流能力，可以用于外部失调零点　　内置1.2 V精密参考电压源　　工作电源：1.8 V～3.3 V　　功耗：320 mW　　小尺寸、无铅、72引脚QFN封装　　DAC2167LFP-250产品设计亮点　　DAC2167LFP-250是一款高动态范围、双通道的数模转换器(DAC)，具有16位分辨率，采样速率最高可达250 MSPS。具有适合直接变频发射应用的特性，其中包括增益与失调补偿，而且能够与模拟正交调制器无缝连接。　　特有的动态输出架构通过将能量从基频转向镜像频率，能实现超出奈奎斯特区域的模拟输出信号的合成。　　通过串行接口(SPI)端口提供完全可编程性。此外，该芯片提供了某些引脚可编程特性，在没有控制器时也同样可以应用。　　低噪声与交调失真(IMD)可以实现宽信号的高质量合成　　特有的开关输出能改善动态性能　　可编程电流输出与辅助DAC提供灵活性与增强系统性能　　DAC2167LFP-250应用领域　　通信设备：DAC2167LFP-250可用于光通信、无线基站和卫星通信等领域，将数字信号转换为模拟信号，实现数据传输和通信功能。　　广播和音频设备：DAC2167LFP-250可用于广播系统和音频设备中，将数字音频信号转换为模拟信号，实现音频播放和处理功能。　　测试和测量仪器：DAC2167LFP-250在测试设备和测量仪器中广泛应用，用于产生精确的模拟信号，以进行信号分析、频谱测量和波形生成等任务。　　医疗设备：DAC2167LFP-250可用于医疗成像设备、超声设备和生物传感器中，将数字数据转换为模拟信号，实现医学图像显示和诊断功能。　　工业自动化：DAC2167LFP-250适用于工业自动化系统中，用于控制和监测设备，实现精确的模拟输出。　　雷达和导航系统：DAC2167LFP-250可用于雷达和导航系统中，将数字信号转换为模拟信号，实现目标探测和位置跟踪等功能。　　以上列举了DAC2167LFP-250的一些应用示例，该芯片还可以在其他需要高速数模转换功能的领域中使用。具体开发何种产品取决于应用需求和设计人员的创意。
2026-01-29 15:07 reading：272
振动分析的革新者，芯动神州发布工业级同步采样ADC-ADSD1278_1274
行业新闻

振动分析的革新者，芯动神州发布工业级同步采样ADC-ADSD1278_1274

　　在工业自动化和机械健康监测领域，振动分析是关键技术之一，它能够帮助预测和诊断机器的潜在故障。近日，由芯动神州公司最新推出的24位模数转换器(ADC)ADSD1278/1274，以其高精度和多通道同步采样的特性，正引领振动分析技术的新革命。　　ADCADSD1278/1274核心特性：　　4/8通道同步测量：提供4通道(ADSD1274，下面以ADSD1278为例)或8通道(ADSD1278)同步采样能力，实现复杂机械系统的全面振动监测。　　最高144kSPS采样速率：高采样率确保了对高频振动信号的精确捕捉，即使是瞬态事件也不会遗漏。　　低噪声性能：在高速模式下达到106dB的信噪比(SNR)，在高分辨率模式下更是高达110dB，保证了微弱信号的清晰读取。　　直流精度：0.8µV/℃的直流温漂和1.3ppm/℃的增益温漂，为长时间稳定监测提供了保障。　　多种操作模式：包括高速、高分辩率、低功耗和低速模式，适应不同的应用需求和环境。　　多种温规支持：提供标准的塑封结构，还提供散热增强的陶瓷封装，让客户的不同应用有多种选择。　　振动分析中的应用案例：　　轴承健康监测：在工业设备中，轴承是最容易出现问题的部件之一。使用ADSD1278进行同步采样，可以实时监测轴承的振动情况，通过分析振动频谱，及时发现轴承的异常磨损或损坏。　　电机运行状态分析：电机作为工业设备的核心动力部件，其运行状态直接关系到整个生产线的稳定性。ADSD1278能够捕捉电机运行时产生的微小振动，通过分析振动信号的变化趋势，预测电机可能出现的故障。　　旋转机械的不平衡诊断：旋转机械的不平衡是导致设备损坏和效率降低的重要原因。利用ADSD1278的高速采样和同步测量功能，可以精确测量机械旋转时的振动信号，通过傅里叶变换等算法，判断机械的不平衡状态。　　设备故障预测性维护：通过对设备振动信号的长期监测和分析，可以建立设备健康状态的模型。当振动信号出现异常时，系统可以及时报警，通知维护人员进行检查和维修，从而避免故障的发生。　　结构健康监测：在建筑、桥梁等大型结构的健康监测中，振动分析也是重要的手段。ADSD1278可以安装在结构的关键部位，实时监测结构的振动响应，分析结构的动态特性，及时发现结构的损伤和退化。　　噪声与振动控制(NVH)：在汽车、飞机等交通工具的设计和制造中，噪声和振动的控制尤为重要。ADSD1278可以用于测量和分析交通工具运行时产生的振动和噪声信号，帮助工程师优化设计，提高乘坐舒适性。　　市场机遇与发展：　　随着工业4.0和智能制造的推进，对机器状态监测的需求日益增长。ADSD1278以其高性能和高可靠性，为振动分析和预测性维护提供了强大的技术支持。预计在未来几年，随着技术的进步和市场的扩大，ADSD1278将在工业监测领域占据重要地位。　　ADSD1278的应用不仅提升了振动分析的精度和效率，也为工业设备的健康管理和故障预测带来了革命性的变化。特别是，ADSD1278提供了陶瓷封装形式，这一选项特别适合于需要在极端温度条件下运行的应用场景。陶瓷封装的耐温性能极高，支持最高温度达到210℃，这使得ADSD1278能够在高温环境中保持稳定运行，满足严苛工业环境的需求。　　随着技术的不断进步，我们有理由相信，ADSD1278将在智能制造和工业自动化领域扮演越来越重要的角色，为机器的健康监测和维护提供强有力的支持。　　芯动神州新推出的高性能高精度ADSD1278产品，助力振动分析等高精度测量应用场景，帮助系统提高灵活性，同时降低功耗和成本。选择芯动神州ADSD1278，助您打造高精度、高可靠的多通道数据采集系统!
2026-01-20 13:57 reading：326
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