圣邦微模拟芯片的低噪声技术是如何实现的?
深圳市星际芯城科技有限公司
发表:2026-02-11 16:58:09 阅读:15

圣邦微模拟芯片的低噪声是通过器件选型、电路架构、系统级抑制、工艺与封装四大维度协同实现,核心是抑制热噪声、1/f 噪声、电源噪声与外部干扰,适配医疗等精密场景,以下是具体技术路径:

一、器件与电路级:源头抑制固有噪声

1.低噪声器件与偏置优化

  • 输入级选用高 β、低噪声系数晶体管,优化沟道长度与栅氧厚度,降低热噪声与散粒噪声。
  • 运放采用动态偏置:如 SGM8040 静态电流 380nA,SGM8610 用动态偏置平衡噪声与功耗,噪声密度低至 3.1nV/√Hz。
  • 基准源(SGM4020)用带隙基准 + 曲率补偿,噪声低至 10μVpp,温漂 5ppm/℃,保障参考信号纯净。

2.斩波稳零 / 自稳零:攻克 1/f 低频噪声

  • 运放(SGM8249)通过高频斩波(几十 kHz)将输入直流转为交流,放大器自身失调与 1/f 噪声留在低频,经解调分离,失调低至 2μV,温漂 nV/℃级,大幅降低低频噪声。
  • 自稳零架构在采样相位校准失调,放大相位正常工作,适合高精度、低噪声场景。

3.ADC 噪声抑制架构

  • Σ-Δ ADC(SGM58601/SGM58201)用四阶调制器 + 五阶 Sinc5 滤波器,通过过采样(OSR)将量化噪声推至高频后滤除,SGM58601 带内噪声显著降低,内置低噪声 PGA,增益 1-128 可调。
  • SAR ADC(SGM51652H)优化电容阵列与电荷反冲抑制,降低开关噪声,DNL 达 - 0.6/+0.9LSB,提升线性度与信噪比。

二、系统与电源级:隔离传导与耦合噪声

1.电源噪声隔离与抑制

  • LDO(SGM2045)PSRR@1kHz≥80dB,内置多级滤波,静态电流 1μA,抑制电源纹波耦合;SGM2019 噪声低至 60μV,适配精密模拟前端。
  • DC/DC(SGM61226)轻载效率高,采用同步整流与高频调制,降低纹波与电磁干扰。
  • 电源去耦:芯片内置电源 / 地平面隔离,外部配陶瓷电容 + 钽电容组合,抑制电源噪声传导。

2.差分信号链 + 高 CMRR:抵御共模干扰

  • 运放 / ADC 采用差分输入,CMRR≥100dB(部分型号 110dB+),有效抑制工频 50/60Hz 等共模干扰,提升信噪比。
  • 模拟开关(SGM3715)集成防 click-pop 噪声电路,适合音频医疗设备,减少开关动作引入的噪声。

3.过采样 + 数字滤波:进一步降噪

  • 音频 DAC(SGM56101Q)用 OSR 动态增强 + 峰值噪声抑制,噪声基底稳定在 - 110dBFS,PSRR 达 82dB@3.3V,抑制电源噪声。
  • 数字滤波器分段补偿,带内平坦度优化至 0.15dB,降低滤波引入的噪声与失真。

三、工艺与封装:控制寄生与外部干扰

1.先进工艺保障

  • 采用 BCD 工艺,集成高压与高精度模拟单元,降低漏电流与寄生电容,提升元件匹配度,减少噪声源。
  • 激光修调(LTP):对电阻 / 电容阵列微调,初始误差控制在 0.001% 内,保障批量一致性。

2.封装与 PCB 优化

  • 用 WLCSP/MSOP 等小型封装,减少寄生电感 / 电容,降低电磁耦合。
  • 内部电源 / 地平面分区,信号与电源引脚隔离,降低寄生参数引入的噪声。
  • 部分医疗级运放内置 EMI 滤波器,减少射频干扰对微弱信号的影响。

四、典型应用效果

  • 医疗信号链:SGM58201+SGM8249 组合,心电信号测量误差<±1%,基线漂移<5mV,抗高频电刀干扰,适配监护仪 / 除颤仪。
  • 音频设备:SGM56101Q 噪声基底 - 110dBFS,适合车载 / 医疗音频播放,输出纯净无杂讯。

五、总结

圣邦微通过斩波稳零、动态偏置、过采样、高 PSRR 电源管理、差分架构、先进工艺与封装等技术,从噪声源头、传导路径、系统耦合全链路抑制噪声,实现低噪声与高精度的平衡,适配医疗、工业、车载等精密场景。


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