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士模新品CM1348:16 通道24 位(含全面斩波)

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云深无际
发布2026-01-07 12:08:27
发布2026-01-07 12:08:27
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文章被收录于专栏:云深之无迹云深之无迹

士模还是有本事的,线下客户不知道怎么想,友商先推荐了它家的东西给我,原话就是:

厉害,也算是官方小金牌了
厉害,也算是官方小金牌了

厉害,也算是官方小金牌了

但是这次不是推 7606,因为后面的数据看着不像(第一次见对比,除了价格其它都扑街的)。后面还有原厂给的一些数据,还有一些使用要点。

我看完整个手册还是觉得蛮有特点的,这个价格,这个参数,可全可点,另外把斩波功能也加进来,进一步的提高了性能。

老规矩,直接上半截特性:

来了!
来了!

来了!

我觉得这个 16 通道就不错,这个一些静态性能也好看。

当然了也是 MUX 的
当然了也是 MUX 的

当然了也是 MUX 的

输入偏置电流:典型值 ±1 nA,最大 ±5 nA

积分非线性(INL):典型 ±3 ppm,最大 ±8 ppm 。

增益误差:±0.02 %(典型),±0.05 %(最大) 。

后面还有一个详细一点的框图
后面还有一个详细一点的框图

后面还有一个详细一点的框图

但是这些参数真的都挺好的
但是这些参数真的都挺好的

但是这些参数真的都挺好的

一些失调模块上面都用了斩波技术,这样一来,系统误差就小了,好评!

斩波的原理

斩波就是把低频处的直流误差与 1/f 噪声调制到较高频(斩波频率 的附近),再在数字端或后续滤波里把这些移到高频的成分滤掉,从而让基带(直流~低频)只剩下白噪声,达到“极低失调与温漂、抑制 1/f”的效果。

换句话说:

Offset / 1/f → 被“搬家”到 的边带;

通带(关心的测量带宽) → Offset 与 1/f 被显著压低。

CM1348 手册里明确给出:当 Chop=1 时,数据速率减半,噪声降低约 1.4 倍(≈3 dB 改善)。

本芯片上启动斩波后的“量化收益”

手册给出 ENOB 定义(由满量程 FSR 与噪声决定):

因此“噪声降低 1.4 倍”的收益大约是

也就是接近半位的等效分辨率提升。

手册还给了不同速率下的 噪声/无噪声分辨率/ENOB(DRATE=00 到 11),例如在固定通道模式 1953 SPS → 2.8 µV、ENOB≈21.6 bit;开启 Chop 后在同类条件下噪声再乘以 近似得到 ~2.0 µV 的量级(对应 ENOB 再提升约 0.5 bit)。这些基线数字见表格条目。

斩波对温漂与直流性能的影响

数据手册直接给出对比:

禁用斩波时的失调温漂 ≈ 0.4 µV/°C

启用斩波时的失调温漂 ≈ 0.02–0.1 µV/°C;同页还给出增益漂移(0.4–2 ppm/°C)、CMRR/PSRR、SNR/THD 等基准数据。→ 这正是斩波“把低频误差搬走”的直观受益:失调与温漂显著下降,直流测量更稳。

代价与副作用(为什么不是永远都开)

数据速率减半:Chop=1 → ODR×0.5;需要在时序/吞吐上腾挪。

斩波纹波/边带:在 附近会产生调制残差;若你的通带过宽或滤波器拒不掉该频点,可能看到微小纹波或调制伪迹。

阶跃/通道切换建立时间:斩波 + 多路复用时,建立时间更敏感;手册也强调阶跃输入与固定/扫描模式的建立时间要按图 35/36 规则等稳定。

与传感器偏置/电容充电的耦合:扫描通道且带偏置电流时,需要给外部寄生电容充电,官方建议用“开关延时”拉长通道停留时间以确保稳态。

什么时候该开,怎么开得“更香”

建议开启斩波的场景

低速、高精度、直流/低频测量(应变、温度、桥式传感器、慢变量电化学等);需要 极小失调与温漂、抑制 1/f 的应用;可以接受 ODR 降半与建立时间略增。

不建议或谨慎开启的场景

高速采样、宽带频谱/音频分析(此时 ODR、动态性能优先);通带中对斩波频点及其边带无足够滤除余量时。

选定 ODR 后再考虑开 Chop;通带要远低于 ,并利用内部数字滤波(Sinc)把斩波边带压到通带外;多通道扫描 + 偏置电流时,打开“开关延时”,保证在每通道输出前有足够建立时间(避免把充电过渡采进去);若需要把斩波收益“吃干榨尽”,仍要做一次两点/多点增益与失调校准(因为增益误差仍占大头)。相关增益误差/温漂数据参见参数表。

快速对照

Chop=1:ODR×0.5,噪声×(1/1.4)**(≈3 dB 改善)。

失调温漂:关 Chop ≈ 0.4 µV/°C → 开 Chop ≈ 0.02–0.1 µV/°C(数量级下降)。

数据手册的内容不直观,我做了仿真来自动的选择最佳的参数配置。

VREF = 4.096 VFSR = ±1.067·VREF 的条件把 Chop 关/开在不同 ODR 下的噪声、ENOB、吞吐量做成了曲线。 这些基线值来自手册表格(含 ODR 与 RMS 噪声、ENOB),并依据手册说明 Chop=1 → ODR÷2、噪声÷1.4 计算得到 Chop 开启后的新数值;ENOB 由 公式计算,“无噪声分辨率”≈ ENOB − 。

俩张图:

ENOB vs ODR(Fixed / Scan)

Noise vs ODR(Fixed / Scan)

给出最佳工作点建议(均为 Fixed 模式,便于评估通道带宽:

极致精度 / 低带宽(≤500 Hz 左右)

设定:DRATE=00,Chop=ON

结果:ODR≈976 SPSNoise≈2.0 µV_rmsENOB≈22.06 bit,无噪声分辨率≈19.34 bit

适用:桥式/应变计、温度/慢变量直流测量、微弱信号计量。(基于表 6 的 DRATE=00 噪声 2.8 µV_rms,Chop=1 噪声÷1.4 与 ODR÷2 推得;公式计算 ENOB。)

均衡方案 / 中等带宽(~1–2 kHz)

设定:DRATE=01,Chop=ON

结果:ODR≈3.91 kSPSNoise≈3.21 µV_rmsENOB≈21.37 bit,无噪声分辨率≈18.65 bit

适用:低频振动、慢速音频/传感融合等对吞吐有要求、但仍重视直流精度的应用。(由 DRATE=01 的 4.5 µV_rms/7813 SPS 推算。)

高吞吐 / 宽带(≥10 kHz)

设定:DRATE=10,Chop=OFF(或按需 DRATE=11,Chop=OFF

结果(DRATE=10):ODR=31.25 kSPSNoise≈7.9 µV_rmsENOB≈20.08 bit

结果(DRATE=11):ODR=125 kSPSNoise≈12 µV_rmsENOB≈19.47 bit

适用:频谱/音频分析、较高速的闭环控制、宽带采样。(取自表 6 的固定通道 ODR 与噪声典型值。)

追求最低噪声/最高 ENOB:DRATE=00 + Chop=ON(≈976 SPS)首选。

性能/吞吐折中:DRATE=01 + Chop=ON(≈3.9 kSPS)是很稳的“甜点”。

高带宽/高速:DRATE=10/11 + Chop=OFF,优先保证吞吐和动态范围。

output (7)
output (7)

output (7)

output (8)
output (8)

Fixed Mode,就是指 固定单通道采样(而不是自动轮询多通道的 Scan Mode)。在 Fixed Mode 下,实际的 ODR 就和寄存器设定值完全对应,Scan Mode 下则会因为多通道切换而进一步降低等效速率。

image-20250818153112900
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动态性能曲线

ENOB vs ODR:随采样率提高,ENOB 从约 19.2 bit 下降到 16 bit 左右。

噪声 vs ODR:噪声随采样率上升而增加,2.5 SPS 下约 0.1 µV,1 kSPS 下接近 1 µV。

误差预算(µV)

INL 约 40 µV

增益误差约 2.5 mV

Offset 约 10 µV:→ 增益误差是主要项,对高精度应用要做校准。

功耗 vs 采样率

低速(2.5 SPS)电流约 1.6 mA,高速(1 kSPS)增至 5.5 mA;功耗随速率增加近似线性上升。

隔离/抗干扰性能
隔离/抗干扰性能

隔离/抗干扰性能

通道隔离度 120 dB

CMRR 130 dB

PSRR 110 dB:→ 说明器件非常适合高共模干扰环境,多通道交叉干扰极低。

更多细节等我有机会拿到评估板再说~

对比表
对比表

对比表

做成条形图
做成条形图

做成条形图

AD7175-8 噪声最低(2.5 µV)、ENOB最高(21.9 bit),但功耗与价格也最高。

CM1348 功耗和价格最低,性能接近 ADS1258。

ADS1258 介于两者之间,性价比中等。

雷达图看,也是被夹在中间
雷达图看,也是被夹在中间

雷达图看,也是被夹在中间

适合快速看“谁在性能上拔尖,谁在成本/功耗上更适合”。

我再做一张 性能/价格比(性价比)图,把 ENOB / Price1/Noise / Price 可视化出来,更直观地看哪颗芯片划算:

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CM1348:ENOB/最高(), 也最好 → 整体最划算

ADS1258:ENOB/$ 中等(≈2.09),噪声/价格比最低 → 不算特别突出

AD7175-8:虽然性能最强,但由于价格高,ENOB/$ 最低(≈1.46),只有在极限性能需求下才值得选。

总结:

追求性能极限 → AD7175-8

追求性价比 → CM1348

介于中间,兼顾一定品牌和稳定性 → ADS1258

确实是不错的,尤其 16 个通道。

还有的特性是
还有的特性是

2.8 µVrms @ 1.8 kSPS 超低噪声

在低速采样(1.8kSPS)下,芯片的输入参考噪声仅 2.8 µVrms;对比同类 24bit ADC,这个噪声水平相当优秀,意味着在高分辨率模式下能获得极高的信噪比。

-40°C ~ 120°C 噪声一致

温度变化不影响噪声水平,说明内部电路设计和补偿做得很好;适合工业、汽车等宽温应用场景。

线性度 INL < 4 ppm

表示在整个输入范围内,非线性误差极小,达到 ppm(百万分之一)级;对于高精度测量(如计量、音频、科学仪器)非常关键。

增益漂移 0.4 ppm/°C

在 -40~120°C 下,增益随温度的变化极小;对比常见 ADC(几 ppm/°C),这个水平说明其精度在长时间和温度变化下都很稳定。

还有这个
还有这个

还有这个

动态性能指标

采样速率:125 kSPS(固定通道模式)

SNR = 103 dB

表示信号噪声比非常高,对应有效分辨率大约在 17 bit 以上。

THD = -117 dB:总谐波失真极低,非常适合音频与高精度信号分析。

SFDR = 119 dB:无杂散动态范围高,代表系统几乎没有明显的杂散干扰频谱线。

这些指标表明,它不仅能用于传感器测量,还可以进入 音频分析频谱分析 等对动态性能要求极高的应用。

AVDD 电流 4.1 mA

仅为国外竞品的一半 → 在相同性能下功耗更低;如果是多通道应用,这个差异会非常明显,能显著降低系统整体功耗和发热。

频谱图解读

左图 (1 Hz ~ 20 kHz 范围)

主信号在 1 kHz,幅度约 -0.5 dBFS;底噪在 -160 dBFS 以下,非常干净;无明显杂散,证明线性度和抑制力很强。

右图 (1 Hz ~ 100 kHz 范围)

同样的测试信号扩展到更宽的频谱范围;可以看到从低频到高频,底噪保持稳定;除主信号外几乎没有明显谐波或杂散干扰,体现了优秀的 SFDR 性能。

怎么说呢,反正就是好!数据就是这样的,

然后后面他们官方也给点数据,但是我觉得在使用的时候有大问题,也就写了:

CM1348 vs ADS1258 应用差异
CM1348 vs ADS1258 应用差异

CM1348 vs ADS1258 应用差异

Sensor Bias Current(传感器偏置电流)

ADS1258

Sensor Bias 电流的流出与否由 转换状态控制;也就是说,当停止转换或切换通道时,偏置电流会停止输出 → 芯片主动管理。

CM1348

Sensor Bias 电流是 源输出型,即使停止转换,仍然会流出;偏置电流会从 优先级最高的通道最后一次转换的通道 管脚流出。

优点:减少通道切换带来的不确定性。

缺点:需要在电路设计中考虑到这种持续电流,避免影响未使用通道或导致偏置耦合。

Diff Offset(差分偏移)

当内部时钟信号对外输出时,芯片的差分输入偏移电压会变大。

对比分析:

ADS1258(竞品)

内部时钟输出时 → Offset 偏移较大

内部时钟不输出时 → 仍然比 CM1348 偏移大。

CM1348

内部时钟输出时 → 偏移会变大,但幅度有限,差值较小。

内部时钟不输出时 → 明显优于 ADS1258,表现更稳定。

真的是,图这么模糊,看瞎我的眼睛:

我重新绘制的版本
我重新绘制的版本

我重新绘制的版本

左图(内部时钟输出时的 OFFSET)

ADS1258(红线,标注“竞品”)偏移电压波动大(100~200 µV 级别)。

CM1348(蓝/绿线,P2103V1/V0)偏移明显更小,整体在几十 µV 以内。

右图(内部时钟不输出时的 OFFSET)

ADS1258 仍有 -15~-25 µV 左右的偏移。

CM1348 基本控制在 ±10 µV 左右,表现更优。

ADS1258:偏置电流受控 → 更省电,但通道切换后需等待稳定;内部时钟输出时偏移明显变大 → 在高精度测量场合会恶化性能。

CM1348:偏置电流持续 → 稳定性高,但要注意电路设计避免干扰;偏移控制较好,即使内部时钟输出时也不会太差 → 更适合对 offset 敏感的测量应用。

总体来说,CM1348 在低偏移稳定性和宽温一致性上优于 ADS1258,尤其适合多通道高精度测量应用。

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原始发表:2025-08-18,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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  • 斩波的原理
  • 本芯片上启动斩波后的“量化收益”
  • 斩波对温漂与直流性能的影响
  • 代价与副作用(为什么不是永远都开)
  • 什么时候该开,怎么开得“更香”
    • 快速对照
    • 数据手册的内容不直观,我做了仿真来自动的选择最佳的参数配置。
      • 极致精度 / 低带宽(≤500 Hz 左右)
      • 均衡方案 / 中等带宽(~1–2 kHz)
      • 高吞吐 / 宽带(≥10 kHz)
    • 动态性能曲线
    • 误差预算(µV)
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