时间:2025/12/26 19:28:01
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XAA170 是一款由 X-FAB 埃克斯法伯集成微电子有限公司推出的高压、高精度模拟前端(Analog Front-End, AFE)集成电路,专为工业控制、汽车传感信号调理和精密测量应用设计。该器件集成了多个关键功能模块,包括低噪声可编程增益放大器(PGA)、多通道模拟输入多路复用器(MUX)、高分辨率模数转换器(ADC)以及嵌入式数字校准与补偿引擎,能够在恶劣的电气环境中实现稳定可靠的传感器信号采集与处理。XAA170 采用 X-FAB 自主研发的 XT018 高压混合信号工艺制造,具备出色的抗干扰能力与长期稳定性,适用于需要在高温、高噪声或宽电压波动条件下工作的系统。
该芯片支持单端与差分输入模式,允许用户灵活配置输入通道以适配不同类型的传感器输出,如桥式压力传感器、热电偶、RTD 等。其内置的非易失性存储器(NVM)可用于保存校准系数,实现出厂预校准或现场自校准功能,从而显著降低系统级校准成本并提升生产效率。此外,XAA170 提供了 SPI 和 I2C 双通信接口选项,便于与各种主流微控制器连接,并可通过串行接口进行寄存器配置、数据读取和诊断操作。
XAA170 的封装形式通常为小型化的 20 引脚 TSSOP 或 QFN 封装,适合空间受限的应用场景。工作温度范围覆盖 -40°C 至 +150°C,满足汽车级 AEC-Q100 认证要求,使其广泛应用于发动机管理系统、电池监控单元、工业过程控制模块及智能变送器等领域。
类型:模拟前端(AFE)
分辨率:24位 Sigma-Delta ADC
采样速率:最高 4.8 kSPS
输入通道数:4 路单端或 2 路差分
可编程增益放大器(PGA)增益范围:1 至 128 V/V
非线性误差(INL):< ±4 ppm FSR
偏移误差:≤ ±2 μV(典型值)
偏移温漂:≤ 0.05 μV/°C
增益误差:≤ ±0.02% FSR
增益温漂:≤ 1 ppm/°C
电源电压:2.7 V 至 5.5 V(数字部分),最高支持 36 V 高压输入保护
工作温度范围:-40 °C 至 +150 °C
接口类型:SPI、I2C
封装形式:TSSOP-20、QFN-20
NVM 容量:128 字节 OTP 和 64 字节 MTP
激励源输出:可编程电流源(100 μA / 200 μA / 500 μA / 1 mA)
XAA170 具备卓越的信号调理性能,其核心是一个高精度 24 位 Sigma-Delta 模数转换器(ADC),结合低噪声可编程增益放大器(PGA),可在全工业温度范围内实现极低的噪声水平(有效分辨率可达 20 位以上)。该器件采用斩波稳定技术与动态偏移校正机制,显著降低了传统放大器中常见的 1/f 噪声与直流偏移漂移问题,确保在低频信号采集时仍能保持优异的信噪比与长期稳定性。其内部集成了两个独立的可编程电流源,可用于激励电阻式传感器(如 RTD 或桥式传感器),并通过片上温度传感器实现冷端补偿,进一步提高测量精度。
该芯片支持多种工作模式,包括连续转换、单次转换和低功耗待机模式,能够根据实际应用场景优化功耗表现。在待机模式下,典型功耗低于 1 μA,非常适合电池供电或能量采集系统使用。XAA170 内建完整的诊断功能,包括开路检测、短路检测、参考电压监控、ADC 自检等,符合功能安全标准(如 ISO 26262)对传感器接口模块的要求,适用于 ASIL-B 或更高等级的安全相关系统设计。
其高压工艺平台赋予 XAA170 出色的耐压能力,所有模拟输入引脚均可承受高达 ±36 V 的过压冲击而不会损坏,同时具备 ESD 抗扰度达 ±4 kV(HBM),增强了在工业现场复杂电磁环境下的可靠性。数字通信接口支持总线超时检测与 CRC 数据校验,防止通信错误导致系统失控。此外,通过嵌入式微控制器内核与固件可配置逻辑,XAA170 支持用户自定义滤波算法、线性化处理和温度补偿曲线拟合,极大简化了主机 MCU 的计算负担,提升了整体系统响应速度与集成度。
XAA170 广泛应用于对精度、可靠性和环境适应性要求极高的工业与汽车领域。在工业自动化中,它常用于高精度压力变送器、液位测量仪、称重传感器信号调理模块以及过程控制系统中的模拟输入板卡,能够直接连接各类桥式传感器并完成数字化输出,减少外围元件数量,提高系统集成度。在汽车电子方面,XAA170 可用于发动机舱内的油压、气压监测系统,电池管理系统的电流/电压采样前端,以及电动助力转向(EPS)中的扭矩传感器信号处理单元,凭借其宽温工作能力与高压容限,在极端工况下依然保持稳定性能。
在新能源领域,该芯片适用于储能系统中的电池簇电压巡检模块、光伏逆变器的温度监控单元以及燃料电池堆栈的状态感知系统,利用其多通道切换能力和内置校准功能实现高效多点测量。此外,在医疗设备如便携式监护仪、呼吸机流量传感模块中,XAA170 也因其低噪声、低功耗和高线性度特性而被采用,保障生命体征信号的准确获取。由于支持功能安全诊断,XAA170 还可用于轨道交通中的制动压力检测、航空航天地面支持设备等对安全性有严格要求的场合,成为高端传感器接口的理想选择。
XAA171
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