圣邦微模拟芯片的高精度与低噪声,是通过器件级设计、架构级创新、校准与制造工艺优化、系统级噪声抑制四大维度协同实现的,核心围绕降低失调 / 漂移、抑制固有噪声、提升元件匹配度,适配医疗等精密场景。以下是具体实现路径:
一、高精度实现:从器件到校准的全链路控制
高精度的核心是降低失调、温漂与非线性,通过电路拓扑、元件匹配、校准技术与温漂优化达成。
1.电路拓扑与器件选型优化
- 运放采用斩波稳零 / 自稳零:如 SGM8249,通过高频切换抵消输入失调电压,失调低至 2μV,温漂达 nV/℃级;SGM8610 用动态偏置降低 1/f 噪声,失调电压温漂<1μV/℃。
- ADC 架构差异化:SAR ADC(如 SGM51652H)优化电容阵列与电荷反冲抑制,DNL 达 - 0.6/+0.9LSB;Σ-Δ ADC(如 SGM58201/SGM58601)用四阶调制器 + 五阶 Sinc5 滤波器,ENOB 最高 22bits。
- 基准源(如 SGM4020)采用带隙基准 + 曲率补偿,温漂低至 5ppm/℃,长期漂移<50ppm/1000h,为 ADC / 运放提供稳定参考。
2.元件匹配与动态校准技术
- 动态元件匹配(DEM):SGM58201 内置 DEM 引擎,轮换 PGA/ADC 电容阵列,将静态失配转为高频噪声后滤除,恒流源匹配精度达 0.02%。
- 数字辅助校准(DAC/ADC):流水线 ADC(SGM5100 系列)用数字校准修正级间增益 / 偏移误差,降低非线性;SAR ADC 通过片上校准补偿电容失配,提升线性度。
- 激光修调(LTP):生产中对电阻 / 电容阵列激光微调,将初始误差控制在 0.001% 内,保障批量一致性。
3.温漂与环境稳定性控制
- 宽温设计:核心器件工作温度覆盖 - 40℃~125℃,用温度系数互补的器件抵消温漂;SGM58201 全温区温漂仅 10ppm/℃。
- 电源抑制强化:LDO(如 SGM2045)PSRR@1kHz≥80dB,运放 CMRR≥100dB,降低电源噪声与地环路干扰对精度的影响。
二、低噪声实现:多维度噪声抑制与信号净化
低噪声聚焦抑制热噪声、1/f 噪声、电源噪声与干扰,从源头到输出全链路降噪。
1.电路与器件级噪声抑制
- 低噪声晶体管选型:采用高 β、低噪声系数的核心器件,优化沟道长度与偏置电流,降低热噪声与散粒噪声。
- 运放低噪声设计:SGM8610 噪声密度低至 3.1nV/√Hz,输入级用共源共栅结构提升信噪比;PGA(如 SGM58031 内置)优化输入阻抗网络,高增益下仍保持低噪声。
- 电源噪声隔离:LDO/DC-DC 内置多级滤波,SGM2045 在宽频范围内抑制电源纹波,减少电源噪声耦合至信号链。
2.架构与系统级噪声优化
- Σ-Δ ADC 过采样(OSR):SGM58601 通过提升过采样率,将量化噪声推至高频,再经数字滤波器滤除,带内噪声显著降低。
- 差分信号链设计:运放 / ADC 采用差分输入,CMRR≥100dB,抑制共模干扰(如工频 50/60Hz),提升信噪比。
- 封装与 PCB 优化:用屏蔽封装减少电磁耦合,内部电源 / 地平面隔离,降低寄生参数引入的噪声。
3.特殊噪声抑制技术
- 音频 DAC(SGM56101Q)用峰值噪声抑制 + OSR 动态增强,噪声基底稳定在 - 110dBFS,PSRR 达 82dB@3.3V,抑制电源噪声。
- 运放内置 EMI 滤波器:部分医疗级运放集成 RC 滤波,减少射频干扰对微弱信号的影响。
三、制造与工艺保障:从晶圆到封装的精度控制
- 先进工艺节点:采用 BCD 工艺(高压 + 高精度模拟),支持高精度电阻 / 电容集成,降低漏电流与噪声。
- 封装与可靠性:用 WLCSP/MSOP 等小型封装,减少寄生电感 / 电容;ESD 防护达 HBM 8kV、CDM 2kV,提升抗扰能力。
- 全流程测试:量产前完成高温老化、温漂测试、噪声谱分析,确保参数在全工况下稳定。
四、典型应用效果
- 医疗信号链:SGM58201+SGM8249 组合,可实现心电信号测量误差<±1%,基线漂移<5mV,适配监护仪 / 除颤仪。
- 工业测量:SGM51652H ADC+SGM4020 基准,在 - 40℃~125℃下线性度误差<±1LSB,满足高精度传感器采集。
五、总结
圣邦微通过斩波稳零、DEM 校准、激光修调、Σ-Δ/ 斩波架构、低噪声工艺等技术,实现高精度与低噪声的平衡。其核心逻辑是 “从源头抑制噪声 + 动态校准抵消误差 + 系统级隔离干扰”,为医疗、工业等精密场景提供可靠的模拟芯片方案。





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