时间:2025/12/28 9:30:06
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MB7113E是一款由富士通(Fujitsu)公司生产的高精度、低功耗的模拟前端(AFE)集成电路,专为工业自动化、传感器信号调理和精密测量系统设计。该芯片集成了多通道差分输入、可编程增益放大器(PGA)、24位高分辨率模数转换器(ADC)以及片上参考电压源,能够实现对微弱模拟信号的精确采集与数字化处理。MB7113E适用于需要高动态范围和高线性度的应用场景,如压力传感器、称重系统、温度测量模块以及工业过程控制设备。其内部结构经过优化,具备良好的抗噪声性能和温度稳定性,能够在恶劣的工业环境中长期稳定运行。此外,该器件支持SPI串行通信接口,便于与各种微控制器或数字信号处理器进行连接,简化了系统设计并降低了整体成本。MB7113E采用小型化封装,有助于节省PCB空间,适合紧凑型嵌入式系统的应用需求。
工作电压:2.7V ~ 5.5V
ADC分辨率:24位
采样速率:最高可达4.8 kSPS(千次采样每秒)
非线性误差(INL):±5 ppm FSR(满量程)
偏移误差:≤ ±2 μV
增益误差:±0.05% FSR
增益可编程范围:1至128倍(通过寄存器配置)
输入通道数:4路差分或7路单端输入(可通过多路复用器切换)
参考电压源:内置2.5V基准电压,温漂典型值为5 ppm/°C
工作温度范围:-40°C 至 +85°C
封装形式:SSOP-28 或 TSSOP-28
功耗:正常模式下约1.5 mW(3V供电时);关断模式下低于1 μA
接口类型:SPI兼容,支持三线或四线制操作
MB7113E的核心优势在于其卓越的精度与灵活性,尤其适合用于高要求的传感器信号采集系统。其内置的24位Σ-Δ型ADC提供了极高的分辨率,能够捕捉到极其微弱的物理信号变化,例如来自应变计或热电偶的小幅电压波动。该ADC具备出色的噪声抑制能力,有效位数(ENOB)可达21位以上,在4.8 kSPS的输出速率下仍能保持优异的信噪比表现。可编程增益放大器(PGA)允许用户根据实际输入信号幅度选择合适的放大倍数,范围从1到128倍连续可调,从而最大化ADC的动态使用范围,避免因信号过小而丢失细节或过大而饱和失真。
该芯片还集成了一个高精度、低漂移的内部参考电压源(2.5V),显著减少了对外部精密基准的需求,不仅降低了系统复杂性和成本,也提升了整体可靠性。参考电压的长期稳定性和低温漂特性确保了在不同环境温度下的测量一致性。此外,MB7113E配备了灵活的多路复用输入结构,支持最多四个差分输入通道或七个单端输入通道的选择,使得单一芯片可以同时监控多个传感器信号,非常适合多通道数据采集系统。
SPI接口的设计进一步增强了该芯片的易用性。它支持标准的SPI模式,并可通过简单的命令帧配置工作模式、增益设置、通道选择和采样速率等参数。片内还包含自校准和系统校准功能,可在上电或运行过程中自动补偿偏移和增益误差,提升长期工作的测量准确性。整个器件在设计上注重低功耗特性,提供多种省电模式,包括待机和关断模式,适用于电池供电或能量受限的应用场合。
MB7113E广泛应用于对测量精度和稳定性有严苛要求的工业与科学仪器领域。在称重系统中,该芯片可用于连接称重传感器(load cell),通过对微弱毫伏级输出信号的高精度放大与转换,实现克级甚至毫克级的重量分辨能力,常见于电子天平、工业秤和配料控制系统。在压力与流量检测设备中,MB7113E可配合压阻式传感器完成压力信号的采集,适用于 HVAC 系统、气动控制装置和液位监测系统。由于其良好的直流精度和低噪声性能,该芯片也被用于温度测量系统,特别是与热电偶、RTD(电阻温度检测器)等传感器配合使用时,能够实现高精度的冷端补偿与线性化处理。
在工业自动化领域,MB7113E常被集成于PLC(可编程逻辑控制器)的模拟输入模块中,作为前端信号调理单元,用于采集各类现场仪表输出的4-20mA或0-10V信号。其多通道能力使其能够在一个模块中支持多个输入通道,提高系统集成度。此外,在便携式数据采集设备、医疗监测仪器(如血压监测、呼吸分析仪)以及环境监测系统(如空气质量传感器阵列)中,MB7113E凭借其低功耗和高精度特性,成为理想的模拟前端解决方案。科研实验中的高精度数据记录系统也常采用此类芯片以保证原始数据的真实性与可靠性。
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