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国产芯片实用经历

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楼主: 玄德
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国产 arm芯片也用的多起来了。不过汽车级的芯片很少。

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大秦正声| | 2022-12-30 21:42 | 只看该作者
把arm f4 芯片换成国产的

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大秦正声| | 2022-12-31 10:03 | 只看该作者
第一个照片fpga 和arm芯片引脚全部直连?没有这么用的!

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Siderlee| | 2022-12-31 10:43 | 只看该作者
前端时间用过一款圣邦威电子的运放,失效率比较高,同样的电路,用TI的相似产品就没事

国产的器件任重道远,特别是模拟的

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玄德|  楼主 | 2024-1-31 15:53 | 只看该作者
本帖最后由 玄德 于 2024-1-31 15:56 编辑


预报一下。
最近做了两个不大不小的项目,用国产芯片重新设计过去的产品。
两个项目全部使用国产集成电路,100%。
除了常用的 DC/DC、LDO、电荷泵,第一次使用了国产的运放、参考电源、24 位 AD、16位 DA 、模拟开关等模拟器件。
有很多惊喜的发现。
有空了就写出来。

这段时间的经历让我相信:
至少在我的使用场景里,国产器件完全可以挑起大梁,无论数字还是模拟。



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玄德|  楼主 | 2024-2-15 10:58 | 只看该作者


关注国产芯片一年多,收集到一批国产 IC 的生产厂商,
发现了众多有价值、有含金量的国产芯片公司和品牌。
我平时常用的 IC,比如 DC-DC,LDO,逻辑,驱动,运放,基准电压源,AD 和 DA,模拟开关,
都能找到替代国外芯片的产品。

想用纯国产芯片完整地设计一个项目,做一下验证。
前段时间有机会了,公司一个老产品使用了一个已经停产多年的芯片,TI 的 ADS1210,24 位 AD。
市场虽然还有存货,但价格死贵,还都是二手拆机件,而且货源逐年萎缩。

借此机会,年底把这个产品重新设计了一遍,所有芯片都选用国产货。
测试后效果非常好,不但达到了原产品的功能,而且性能、指标提升了一个台阶。
证明我选用的这些国产芯片可堪大任。

下面将详细介绍。


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玄德|  楼主 | 2024-2-15 13:44 | 只看该作者
本帖最后由 玄德 于 2024-2-15 17:19 编辑

这个电路的结构是这样的:
I/V 转换 ---> 二阶有源滤波 ---> 单端转差分 ---> 24位 AD采集 ---> CPU  ---> USB上传,外加正负双电源、继电器驱动、通信等。

以前基本都使用 AD 或者 TI 公司的器件。
公司老产品,某位前辈设计的,24 位 AD 采集是 TI 的 ADS1210 ,运放、基准源等也是国外器件。
我自己也曾经设计过,同样按这样的结构,同样是国外器件,核心 AD 是 TI 的 ADS1255。
当时设计完成后,还在本坛里晒过,参见 https://bbs.21ic.com/icview-1198760-1-1.html,《晒晒24位AD的采样结果》。
但是没有替代 1210 那个老产品,而是用于其他方面了。

现在,保持电路结构不变,全部换用国产器件。已经设计而且测试完毕。
这里把测试结果贴出来,有心人可以与 ADS1255 芯片做对比,链接如上。
(因为 ADS1210 芯片太老旧,就不欺负它了。)

背景是这样的:
信号输入端是 I/V 转换,保持输入悬空,相当于输入信号为 0,
零信号经过滤波、单端转差分的处理,送到 24 位 AD 进行采集。采样速率设为 10sps 。
采集数据原封不动发送给上位机,以图形方式显示出来,
0x 00 00 00 显示为 0,0x 00 00 01 为 1,0x FF FF FF 为 -1,0x FF FF FE 为 -2 。
整个电路上电后,以最终状态预热二十分钟,然后启动测量。
当年对 ADS1255 也是这么做的。

下图是 100% 纯国产芯片的电路,24 位 AD 测量,工作 30 分钟的结果(当天下午16:17到16:48):



可以看出,零点波动范围为 15LSB,不足 4bit,也就是说精度达到 20bit 。(ADS1255 的精度也是这样)。

需要强调的是,这个精度并非国产 24 位芯片的精度,而是全信号链的精度,包括国产器件搭建的 I/V转换、有源滤波、单端转差分,

同时也足以说明国产电压基准源、电源处理芯片的性能也很不错。




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玄德|  楼主 | 2024-2-15 14:02 | 只看该作者
本帖最后由 玄德 于 2024-2-16 12:46 编辑

再晒一下实际电路和芯片。


24 位 AD 芯片,圣邦微公司的 SGM58600XSS20 。该芯片的软件、硬件都与 TI 公司的 ADS1255 完全兼容。
曾经把它的差分输入端短接,然后接 2.5v 电压,相当于把输入短路起来,在一二十分钟时间里,测得的数值是 -1 或者 0 、+1,
证明它的性能非常好。
(顺便说一下,还有 SGM58601/58602 两个型号,兼容 ADS1256 。)


2.5v 基准电源,选用 3PEAK 公司的 TPR5025-SO1R,电压偏差 0.05%,温漂 2.5ppm,管脚与 ADR421、REF5025 等兼容。

1:8模拟开关,圣邦微的,SGM4589,工作电压范围为 40v(±20v),导通电阻为 23Ω。
国产的这类模拟开关比较弱,手册甚至不能给出完整的指标。但我实用是没问题的。
另外还有 1:4 的型号,SGM4588 。
补个清晰点的照片:



798965cee885d6b83.jpg (464.9 KB )

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玄德|  楼主 | 2024-2-15 14:20 | 只看该作者



I/V 转换和有源滤波的运放,都是国产 3PEAK 公司的 TPA1881-TR。全温域 Vos max 只有 25uV,Ib = 10pA,GBW 为 12MHz,供电达到 40v(或者±20v)。
唯一遗憾的是,只有输出达到轨-轨标准,而输入是 -Vs ~ +Vs - 1.5v 。

国内高性能运放也偏弱。我查过,25v 以上、10MHz以上,低 Vos、低 Ib,在这样的要求下,目前只能做到输出达到轨/轨,输入还达不到。
期待不久能突破。



18265cdabd201e8c.png (631.37 KB )

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玄德|  楼主 | 2024-2-15 14:36 | 只看该作者
本帖最后由 玄德 于 2024-2-15 14:40 编辑


以上是核心器件。再说说外围器件。



DC-DC,芯洲科技公司的 SCT2325TVB 。现在生产 DC-DC 的国内国外公司太多了,这个芯洲公司比较专业。而且这个型号很独特。
SCT2325 和 SCT2323 是输出固定电压的 DC/DC,分别输出 5.0v 、3.3v,不需要外接反馈电阻!!!
我这里用的是 2325。特意用示波器测过,输出电压很准确、很稳定,杂波也比较小,只有幅度大约 10mV、周期 100K 的尖脉冲。
遗憾的是,3.3v 的 2323 在淘宝已经买不到货,我咨询过十家公司,似乎已经停产。

低噪声 LDO,圣邦微,SGM2225-ADJ,
低噪声 LDO,负电压,圣邦微,SGM2209-ADJ。
负电压的 LDO 本身就少见,国内更少见,再加上低噪声就基本独一家了。
没条件进行严格测试,只用万用表测了输出电压,与设计值吻合,误差很小。
从最终结果判断,两个 LDO 的性能是没有问题的。

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玄德|  楼主 | 2024-2-15 14:57 | 只看该作者
本帖最后由 玄德 于 2024-2-15 17:26 编辑


其他芯片:
功率驱动芯片 TPM0596,3PEAK公司,工作电压为 4.5v ~ 50v,相当于 SPI 接口的 ULN2003。单芯片驱动八路负载,SPI 接口可以级联,三、四个 CPU 的 IO 口,可以控制相当多个负载。
我这里用来驱动继电器,淘宝售价 2 元。以前使用 MAX4820,拆机货也卖到八块钱。
有一点疑惑,这个 TPM0596 没有散热措施,不知道多通道同时驱动的话,会不会不可靠?
好在我的继电器电流只有 50mA,最多只有三个同时有效,未见发热现象。

RS232 接口芯片,3PEAK公司,TPT3232,250Kbps。
还有一个型号 TP3232,470Kbps。这是国内同类产品中速率最高的。
很常用,不多说。




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玄德|  楼主 | 2024-2-15 16:25 | 只看该作者
本帖最后由 玄德 于 2024-2-16 15:53 编辑

另外推荐几个其他项目上用过的产品,我都认真考察过,也实用过,效果很好。

步进电机驱动芯片,杭州瑞盟公司的 MS35776 。
电压范围 4.75~36v,长时间工作电流 1.4A,峰值 2.0A,可用 DA 控制 Vref 管脚设置工作电流。
可选 2、4、8、16 微步,内部 256 细分。

电荷泵负电压芯片 SGM3209,圣邦微,输入 3~18v,可输出同等数值的负电压,略低几十毫伏。
实测输入电压为 8.06v 时,输出电压为 -8.03v ;
印象里,输出电流为 10mA 时,电压下降仅仅二、三十毫伏。(具体记不清了,但带载能力确实不错。)
这样的这样的输出范围,这样的带载能力,国内独一家了,国外也少见。

DC-DC 芯片 SCT2330 或者 SCT2330C,芯洲科技,我常用于非 5.0v 输出的场合(5.0v 使用 SCT2325 )。
输入范围 3.8v~32v(SCT2330),或者 3.8v~28v(SCT2330C),很宽,输出电压用反馈电阻设置。
我之所以对芯洲科技公司的 DC-DC 情有独钟,有这么两个原因:
一,芯片的使能管脚,在不用 CPU 的 IO 口控制的情况下,其他公司基本都要用电阻进行设置,而芯洲不需要,要么悬空,要么接地,要么直通输入端就可以。
这一点芯洲的手册有明确说明,别的公司都是模模糊糊的语焉不详,保险起见只有加一个或者两个电阻,麻烦。
就凭这一点,就要给芯洲加分。
二、前面帖子已经提到,能输出定值电压的 DC-DC,我没有关注过国外是否有这样的产品(很可能也没有),国内只此一家。

普通 LDO 芯片,我现在全部选用微盟公司的产品。这是经过考察的。
首推 ME6239 或者 ME6231 系列。电压品种齐全(从 1.2v 到 5.0v 甚至 12v ),电流大(300mA 至 500mA),输出精度高(1%),封装小( SOT23-3 或者 SOT89 )。

电压基准芯片。前面项目因为 AD 是 24 位,所以用到了 3PEAK 公司的 TPR5025 ,精度很高(0.05%),温漂很小(2.5ppm)。
如果用在精度较低的场合,比如 18 位及以下,我选用 3PEAK 公司的 TPR35XX 系列,
电压品种多(1.25v,2.048v,2.5v,3.0v,3.3v,4.096v),精度 0.2%,温漂 30ppm ,管脚少占地小(SOT23-3)。

16 位 DA,3PEAK 公司的 TPC116S1。工作电压 2.7v~5.5v ,刷新速率大概 100KHz 。
我实测过,零码输入时输出电压为 1mV(万用表只能显示到这么低),满码时输出为 3.299v(参考电压为 3.301v),
中间码时,输出电压误差更小,低于 1mV 。
当然这样测试是不严格的,不过也只能如此。



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sahh| | 2024-2-24 15:45 | 只看该作者
3PEAK 公司的 TPR5025, 立创商城没得卖

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玄德 2024-2-24 17:38 回复TA
看下面回复。 
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玄德|  楼主 | 2024-2-24 17:33 | 只看该作者
本帖最后由 玄德 于 2024-2-24 17:42 编辑

TPR5025-SO1R 丝印R5C 封装SOP-8,淘宝有卖。
培鑫电子,我 12 月买的。
另外,淘宝搜索不到这家,很奇怪,但链接还在。
https://item.taobao.com/item.htm?_u=o5ci3b5bc68&id=751492888927&spm=a1z09.2.0.0.302c2e8dw3J6cw



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玄德|  楼主 | 2024-2-24 17:37 | 只看该作者
本帖最后由 玄德 于 2024-2-24 17:41 编辑

另外,也不用局限于 3PEAK 一家。
还有几家国产参考源,可以试试。



重点推荐治精微和领慧立芯。这两家很靠谱。我随后将会使用他们的 AD 和 DA ,16位/1M 或更高速的品种。



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赵玉田他爹刘能| | 2024-3-20 14:07 | 只看该作者
前同事分享了一个最近发生的事,他们公司选型的时候在最能打的国产芯排行榜上看中了一款国产芯片,没想到国产LDO也能设计集成隔离电压稳压器,而且内部还集成了误差放大器,产品开发设计时进行测试非常稳,输出电压稳定干扰少,特别是电磁兼容(EMC)也顺利通过了,以前这种事是从来不敢想的,如今国产芯片真是让人刮目相看。

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