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高性能MCU|芯海MCU助力气体检测应用市场
时间:2021-07-13    来源:

气体传感器是一种将气体浓度、流量等指标转化为电信号的转换器,广泛运用在智能家居、汽车电子、工业控制、环境检测、医疗健康等领域,这些运用对于ADC性能及MCU可靠性要求极高。芯海科技(股票代码:688595)MCU内部ADCINL小,同时内部时钟温漂可以控制在1%以内,非常适用于气体传感器。公司目前主推的MCU高性能系列CS32F031CS32F030,高性价比CS32F036CS32F035以及低功耗系列的CS32L010都是此类运用的明星产品。随着物联网和智能化浪潮的来临,芯海将重点发力推出新产品助力气体传感器。

气体传感器典型框图.png

气体传感器典型框图


气体传感器在日常生活无处不在,新冠疫情期间发挥救命稻草作用的呼吸机和制氧机,对患者吸入氧气的氧浓度进行检测,保障患者的正常供氧;家用智能燃气热水器对一氧化碳、燃气两种危险气体进行监控报警,防止由于气体不完全燃烧造成人体中毒;空气净化器对甲醛、PM2.5以及二氧化碳空气质量进行提醒,帮助用户时刻监控多重有害气体......以上场景无一不和各类气体传感器息息相关。

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空气净化器
图片来源:泰拉蒙 https://item.jd.com/10031281900118.html


选择气体传感器时最为关注的是灵敏度、分辨率、稳定性以及可靠性,其中稳定性和可靠性是长期稳定高精度检测气体浓度最为关键的指标,这对于MCU的ADC性能以及MCU可靠性要求极高。芯海科技(股票代码:688595)高性能32位MCU系列M0系列产品内部集成了高精度SAR ADC,具备高可靠性来保障气体传感器的各项关键指标。


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芯海科技M0系列MCU


高精度ADC

为传感器稳定性添砖加瓦

气体传感器的稳定性主要依赖于ADC的两个关键指标,一是INL,二是内部基准的温漂。气体传感器上电时刻对ADC的稳定性采样要求极高,每个传感器必须确保在重复上下电实验中对于某个固定电压检测的跳码不超过一定范围,这就要求ADC的INL很小。ADC最终性能的好坏取决于INL,因为INL是无法被校准的。芯海在ADC产品上有18年的模拟积累,采用独特的Chipsea SAR架构,可以将INL降到2LSB左右,处于国内领先水平。

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芯海科技ADC-INL历史演进


同时芯海MCU内部的基准温漂小,所有出厂的芯片都会经过校准,进一步保证ADC采样的一致性。因此,芯海MCU内部ADC的有效位一般会高于国内同行1-2bit,是运用在气体传感器上较佳的方案。


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芯海MCU-ADC性能 VS 友商



高性能MCU

为传感器可靠性保驾护航

气体传感器经常需要在户外环境下用串口或者PWM接口进行数据通讯,温差大,这对MCU的可靠性提出了严格要求。芯海的每片MCU出厂前都经过110℃高温测试,确保105℃下可靠工作。同时通过抗温漂设计,CS32F03X的内部时钟温漂可以控制在1%以内,高于国内同行的5%精度,满足UART在宽温度及宽供电电压范围内的稳定通讯,并有效减少时钟漂移带来的测量误差。芯海高性能MCU保障气体传感器数据的高可靠性传输。


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芯海MCU-8MHz内部时钟漂移VS温度VS供电电压



不断迭代MCU产品助力气体传感器发展

芯海现阶段适用于气体传感器的MCU产品包括CS32F031、高性价比的CS32F036及低功耗系列的CS32L010。目前正在研发的032平台以及003平台将在保障ADC高精度以及MCU高性能的基础上进一步帮助客户提高性价比。芯海也同步在开发专门适用于气体传感器的MCU。