在工業傳感、精密儀器及醫療設備等高端應用領域，對數據采集系統的性能要求極為嚴苛。高精度SAR ADC是其中的核心角色，除了極致的性能與穩定可靠性外，從客戶設計體驗出發，在易用性上深思熟慮的ADC，才是更具綜合競爭力的產品。

士模微電子推出的CM2431，是一款20bit、采樣率高達1.8MSPS的SAR ADC。與國際競品AD4020相比，CM2431在實現標桿級信噪比與寬溫可靠性的同時，具有極佳的線性度，積分非線性指標低至±1.5ppm，以及更優的動態范圍和更高效的功耗表現。

不同于傳統SAR ADC，CM2431還集成了多項易用功能，為用戶在系統應用中提供更多設計靈活度、解決應用難點，在實現更高系統性能的同時，滿足用戶對精簡設計、節省成本和功耗的需求。

1、易用功能幫助實現精簡設計

預充輸入驅動器簡化系統集成

CM2431采用了“預充輸入驅動器”(Pre-InputDriver)技術，可減小SAR ADC內部開關電容架構在采樣開始時刻的信號回踢干擾，實現更易驅動ADC，從根本上簡化系統設計。圖2顯示了在啟用和禁用預充電輸入驅動器下，CM2431模擬輸入電流隨輸入差分電壓的變化。若禁用預充電輸入驅動器，CM2431的低輸入電流也可使ADC比傳統SAR ADC更容易驅動。而開啟該功能后，模擬輸入電流會降低到微安級以下，實現更好的驅動。相關技術點已申請發明專利保護。

啟用預充輸入驅動器(Pre-InputDriver)，用戶能夠直接使用低功耗、低帶寬的精密放大器，搭配較低的RC濾波器截止頻率來驅動ADC，無需額外部署昂貴的專用高速ADC驅動器，簡化了外圍電路設計。這一設計在精密、低帶寬應用中，顯著降低了系統功耗、體積與整體成本。

• 減少復雜前端設計，大幅降低對外部驅動電路的性能要求
• 降低BOM成本，節省PCB面積，簡化選型和設計
• 更低功耗、更高集成度的系統解決方案

此外，預充輸入驅動器(Pre-InputDriver)使得ADC前端的放大器和RC濾波器可以根據感興趣的信號帶寬來選擇，而不受限于開關電容SAR ADC輸入的穩定時間要求。預充電輸入驅動器還可以提高THD性能，并降低100kHz頻率以下輸入信號的模擬輸入電流。

鉗位保護電路簡化驅動設計

內部具有過壓鉗位二極管與量程壓縮模式進一步降低了前級驅動器的設計難度。ADC驅動器為了實現優良的驅動性能，過去往往需要額外使用一個較低的負壓電源。同時，驅動運放的正電源軌往往也會高于SAR ADC的電壓限制。這都需要工程師設計額外的器件。CM2431具有大于VREF電壓0.4V的鉗位保護電路，量程壓縮模式可以在保證輸入量程的前提下，省去驅動運放的負壓電源，這些特性使得驅動的設計變得簡單。

此外，高速、高分辨率產品的數字接口設計和驅動調試始終是設計難點，CM2431的Turbo模式通過延長傳輸轉換結果的時間，允許使用較低的SPI時鐘頻率。

2、動態范圍更優，精準捕捉微弱信號

CM2431具備102dB的高動態范圍，能夠精細地分辨微弱信號差異。在信號處理、醫學成像、科學測量及通信等對數據采集要求極高的應用場景中，這一特性賦予其顯著優勢。更高的動態范圍意味著即使在復雜噪聲環境中，仍可保持信號的完整性，為系統提供更為可靠的數據基礎。

同時，CM2431高達1.8MSPS的采樣率，使用戶可以精確捕獲高頻信號并實現過采樣；出色的線性度(INL typical下僅±2LSB以內)，能夠保證系統在過采樣后擁有極高的動態范圍，比如在1024倍過采樣時，可將動態范圍提升至131dB左右，使系統能夠同時捕獲極微弱和強信號，兼顧“細微信號不失真”與“大幅值信號不飽和”。這一技術是高精度數據采集系統的核心手段，廣泛應用于對信噪比要求極嚴苛的領域。

3、能效表現優異，助力系統續航與散熱優化

在保持高性能的同時，CM2431功耗較競品AD4020降低約15%。在高精度連續采集系統中，累積的節能效果顯著，可直接轉化為更長的設備續航時間、更小的散熱設計壓力與更高的系統可靠性。

綜上所述，CM2431以其20位分辨率、1.8MSPS采樣率的高性能指標，結合“預充輸入驅動器”技術帶來的系統簡化、卓越的線性度、更優的動態范圍以及整體能效提升，為高精度數據采集系統提供了一個極具競爭力的解決方案。

CM2431以簡潔設計和更高的集成便利性，幫助用戶降低功耗，系統設計復雜度，提高通道密度，同時保持優異系統性能。