一、技术背景与核心价值
随着工业测量、医疗设备及智能音频系统对信号采集精度的要求不断提高，传统低分辨率ADC在微弱信号捕捉、动态范围扩展及噪声抑制方面面临显著挑战。
24位高精度模数转换器通过将量化分辨率提升至1677万级（理论动态范围达144dB），有效解决了小信号失真问题，成为精密测量领域的关键器件。其技术优势主要体现为：
量化噪声降低：相比16位ADC，量化台阶缩小256倍，显著改善信噪比；
动态范围扩展：支持从纳伏级至伏级信号的同步采集，适应多参数工业监测需求；
抗干扰能力增强：Σ-Δ架构的过采样特性可有效抑制工频噪声，提高系统稳定性。
二、技术架构与设计要点
（一）核心架构特性
1、Σ-Δ调制技术
采用过采样与噪声整形技术，将高频量化噪声移出信号频带，结合数字滤波器实现等效24位分辨率，尤其适用于低频高精度应用场景。典型配置包括：
可编程增益放大器（PGA）：支持1至128倍增益，适配传感器信号调理；
多通道差分输入：支持4至8路同步采样，简化多路复用电路设计。
2、关键寄存器配置
芯片通过SPI接口控制寄存器组实现功能定制，主要包括：
模式寄存器：配置时钟源、数据输出速率及工作模式（连续或单次）；
配置寄存器：设置通道选择、增益参数及基准电压；
状态寄存器：实时监测转换进度与故障标志。
（二）硬件设计规范
基准电路优化：采用低噪声参考源并配合RC滤波，确保基准电压稳定；
信号调理设计：前端配置抗混叠滤波器及阻抗匹配电路，有效抑制高频干扰；
接口兼容性：支持硬件SPI与软件SPI双模式，适配多种主控平台。
三、典型应用场景与性能表现
（一）工业测量系统
在电机电流监测、振动分析等场景中，24位ADC通过同步采集多路信号，实现±0.001%FS的测量精度。其零延迟特性保证了实时性，故障检测响应时间低于50毫秒。
（二）智能音频设备
应用于远场语音采集时，芯片可捕捉20微伏级声压变化，结合降噪算法使唤醒率提升5%至8%。测试结果表明，在80分贝背景噪声下仍能维持90%以上的语音识别准确率。
（三）医疗精密仪器
用于心电信号采集时，其低噪声特性（低于1微伏均方根值）可有效抑制肌电干扰，动态范围满足微弱生物电信号的全频段覆盖需求。
四、技术挑战与优化方向
（一）主要挑战
功耗控制：高采样率下功耗显著增加，需优化时钟分配策略；
校准复杂度：多通道一致性校准耗时较长，影响量产效率；
成本平衡：精密模拟电路设计导致芯片成本高于中低端方案。
（二）优化路径
架构创新：集成自校准模块，实现出厂通道自动补偿；
工艺升级：采用低噪声CMOS工艺，降低模拟电路功耗；
算法融合：结合数字滤波与快速傅里叶变换分析，提升低频信号提取效率。
五、行业发展趋势
国产化替代加速：本土厂商通过架构优化与工艺突破，实现性能对标国际竞品，在工业控制与消费电子领域渗透率持续提升；
集成化发展：ADC与可编程增益放大器、基准源等模块的单芯片集成成为主流，简化外围电路设计；
智能化应用拓展：在物联网边缘计算中，高精度ADC为人工智能算法提供高质量数据输入，推动设备自主决策能力升级。
六、结论
24位ADC芯片凭借持续的技术创新不断突破精度极限，其核心价值已从单一参数采集扩展为系统级感知能力的基石。随着国产化进程的推进与跨领域应用的深化，该技术将在工业4.0、智慧医疗等场景中发挥更为关键的作用，推动精密测量体系向智能化与微型化方向演进。
