news 2026/5/8 13:53:55

工业测量用高精度模数转换芯片ADC新势力:ADI AD7124-4 VS国产替代JEPSUN HCT6931应用分析

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张小明

前端开发工程师

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工业测量用高精度模数转换芯片ADC新势力:ADI AD7124-4 VS国产替代JEPSUN HCT6931应用分析

在工业测量、仪器仪表、传感器信号采集等高精度模拟信号处理领域,高分辨率、低噪声的Sigma-Delta模数转换器(ADC)是关键器件。美国ADI公司的AD7124-4,和深圳市捷比信提供的国产芯片JEPSUN HCT6931均是面向此类应用的24位ADC芯片。本文基于官方规格书,从核心性能、功能集成、功耗与接口等方面进行客观参数剖析,为工程师选型提供参考。

一、核心ADC性能对比

分辨率与噪声性能

两款芯片均提供24位分辨率,支持1至128倍可编程增益放大器(PGA)。在噪声表现上,JEPSUN HCT6931标称等效输入噪声密度为11 nV/√Hz(128倍PGA下),在1倍PGA下可实现24位有效位数(ENOB),64倍PGA下为21.5位。AD7124-4在不同功率模式下噪声略有差异,其全功率模式下在128倍增益、9.4 SPS时RMS噪声为23 nV,中功率模式下为20 nV,低功率模式下为24 nV。从噪声指标看,JEPSUN HCT6931在典型噪声密度上表现更优。

线性度与零漂

JEPSUN HCT6931的线性度为±0.0005% FS(满量程),零漂典型值为120/PGA μV(最高128倍PGA下达3 nV/°C)。AD7124-4在增益=1时线性度典型值为±1 ppm FS,增益>1时为±15 ppm FS;其偏移误差温漂在增益=1或>16时为10 nV/°C。在低温漂指标上,两者均属于行业高水平,JEPSUN HCT6931在零漂温漂参数上略占优势。

输入通道与结构

JEPSUN HCT6931提供8个模拟输入通道,可配置为8路单端或4路差分输入,灵活性较高。AD7124-4则支持4路差分或7路伪差分输入,通道数略少,但具备交叉点多路复用结构,任一输入引脚可配置为正或负端。

二、集成功能与外围电路

基准电压源

两者均集成2.5V内部基准。JEPSUN HCT6931基准温漂为5 ppm/°C(典型),负载调整率60 μV/mA;AD7124-4基准温漂最大10 ppm/°C(B级/TSSOP封装)或15 ppm/°C(LFCSP封装),负载调整率50 μV/mA。JEPSUN HCT6931在温漂典型值上更优。

激励电流源与偏置电路

两款芯片均集成两路可编程激励电流源。JEPSUN HCT6931电流范围为10–1500 μA,匹配精度0.2%,绝对精度1.2%;AD7124-4电流范围为0.1–1000 μA,匹配精度±0.5%,初始容差±4%。在电流匹配精度上,JEPSUN HCT6931表现更好。两者均提供偏置电压输出,电压值为电源中点,可用于热电偶等传感器的偏置。

附加功能

JEPSUN HCT6931集成高精度温度传感器(-40~85℃误差1℃)、低阻接地开关(8Ω)和可输出内部时钟的CLK引脚。AD7124-4则具备更丰富的诊断功能,包括参考电压检测、模拟输入过压/欠压监测、SPI通信CRC校验、存储器映射校验等,有助于功能安全(SIL)认证。

三、功耗与电源适应性

工作电压范围

JEPSUN HCT6931支持2.8–5.5V宽电压供电,适应性更强,可用于5V或3.3V系统。AD7124-4模拟电源范围为2.7–3.6V(中低功率模式)或2.9–3.6V(全功率模式),数字接口电源独立(1.65–3.6V),支持双电源工作(AVSS可为负压)。

功耗表现

JEPSUN HCT6931在正常模式工作电流360 μA,低功耗模式260 μA,睡眠模式仅0.6 μA。AD7124-4功耗与功率模式紧密相关:全功率模式下增益128时典型功耗约930 μA,中功率模式355 μA,低功率模式255 μA。在低功耗场景下,两者均表现出色,JEPSUN HCT6931在睡眠模式下功耗更低。

四、数字接口与滤波器

SPI接口

两者均支持3线或4线SPI,最高时钟均可达10 MHz级别。JEPSUN HCT6931支持命令帧奇偶校验和读写CRC校验,AD7124-4亦提供SPI CRC及多种协议兼容性。

数字滤波器与抑制能力

JEPSUN HCT6931提供一阶、三阶及50/60Hz抑制滤波器,在数据率≤25Hz时可同时对50Hz和60Hz干扰提供>100dB抑制。AD7124-4滤波器选项更丰富,包括sinc³、sinc⁴、快速建立、后滤波等,在25 SPS下可同时抑制50/60Hz干扰。两者在工频抑制方面均表现优异。

输出数据率

JEPSUN HCT6931输出速率范围为3.125–6400 Hz(高功率倍频模式下可达12800 Hz)。AD7124-4在全功率模式下为9.38–19200 SPS,中功率2.34–4800 SPS,低功率1.17–2400 SPS。AD7124-4在高速率端更具优势,JEPSUN HCT6931在低速率端更细腻。

五、应用场景与选型建议

适用领域

两款芯片均适用于温度测量(热电偶、RTD)、压力传感器、工业过程控制、仪器仪表、称重测量等高精度低速信号采集场景。

选型考量

若系统供电为5V或宽电压,且注重低噪声、高匹配电流源精度和更低零漂温漂,JEPSUN HCT6931 是更具性价比的选择。其8通道输入、低至0.6 μA睡眠电流和优秀的噪声指标,适合多通道传感器测量和电池供电设备。

若系统处于3.3V环境,需更丰富的安全诊断功能、更高速率选项或负电压输入能力,AD7124-4 凭借其成熟的生态、多功率模式调节和强诊断支持,更适合高可靠性工业系统或功能安全相关应用。

总结

从规格书参数分析,JEPSUN HCT6931在关键精度指标(噪声、零漂温漂、电流源匹配)上不输于国际品牌,且在通道数、工作电压范围和睡眠功耗方面具有实用优势。AD7124-4则在诊断集成、滤波器选项和高速率支持上更为突出。国产芯片JEPSUN HCT6931的出现,为高精度ADC市场提供了可靠且具有竞争力的选择,尤其在多通道、低功耗、宽电压应用中表现亮眼,体现了国产芯片在设计创新与工艺成熟度上的显著进步。工程师可根据具体系统需求,在性能、成本与功能完整性之间做出合理权衡。

CS5532 CS5530 AD7190 AD7192 AD7193 AD7194 ADS1255 ADS1256 ADS1257 AD7124-8 AD7124-4ADS1220 AD7793 AD7792 ADS1118 AD7799 AD7798 ADS124S08 ADS124S06 ADS1248 ADS1148 ADS1247 ADS1147 ADS1246 ADS1146 ADS1278 ADS1274 ADR45XX REF50XX ADR34XX REF32XX REF34XX REF33XX REF30XX AD7689 AD7682 AD7685 AD7686 AD7694 AD7988 AD7980 AD7983 AD4004 AD4008 AD7687 AD7688 AD7693 AD7915 AD7916 AD4005 AD7690 AD7691 AD7982 AD7984 AD7989 AD4011 AD4007 AD7606 DAC8568 DAC8168 DAC7568 DAC80508 DAC70508 DAC60508 DAC80504 DAC70504 DAC60504 DAC8830 SGM5353 DAC8550 DAC8551 DAC8501 DAC8531 DAC8560 TPC116S1 DAC8532 DAC8552

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