工业传感器

摘要

新发布的RX23E-B MCU配备125kSPS速率的ΔΣADC,其性能与分立式产品相当,可支持大多数工业传感设备。

Akihiro Ooshima Engineer

利用传感数据进行预测性维护和自动化,如今已成为制造业和基础设施的最新趋势。随着这种市场趋势的发展,输出传感数据的传感器设备也在不断演变,以提供精确的测量结果,并通过小型化、智能化和分布式处理为系统增值。

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过去13年里,瑞萨电子RX系列产品的出货量已超过13亿颗。其中,RX-E MCU系列配备了针对工业传感设备优化的24位ΔΣA/D转换器。首款RX23E-A MCU的性能相当于或优于分立式ΔΣA/D转换器的性能,因此RX23E-A在温度控制器、计重秤、压力表等测量模块中得到了广泛应用。A/D转换器的选择因应用需求而有所不同。因此,瑞萨电子扩展了RX-E产品组合,并推出了集成更高性能ΔΣA/D转换器的RX23E-B MCU。

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▲ RX23E-B系统框图

RX23E-A和RX23E-B之间的主要区别在于内置24位ΔΣA/D转换器的数据速率和噪声性能。RX23E-A在低速应用中表现强劲,现已广泛应用于温度测量(热电偶和RTD)、应变测量(重量、力、压力)和气体分析等众多应用场合。另一方面,RX23E-B的高速性能和噪声性能都有所提高,达到了中高速范围,可支持有这种速度需求的应用。最大数据传输速率为125kSPS,在ΔΣA/D转换器中属于高速,比RX23E-A快8倍。RX23E-B的RMS噪声也降低到RX23E-A的三分之一左右。除了速度和噪声,RX23E-B还配备了16位D/A转换器和+/-10V模拟输入。

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▲ 24位Δ-ΣA/D转换器的比较

在产品所针对的中高速应用中,有数据采集(DAQ)、力传感器等不同类别的应用。这些应用要求支持最快10微秒(相当于100kSPS)的测量,并需要具备高速和低噪声性能。RX23E-B可以完全满足此类应用所需的标准规格。

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▲ 标准规格与RX23E-B的比较

RX23E-B扩展了产品组合,为用户提供了更广泛的选择,用户可以根据所需规格来选择最合适的产品。ΔΣA/D转换器的数据速率从125kSPS到31.25kSP。用户可选择40引脚到100引脚封装,包括用于紧凑型应用的5.5×5.5mm 100引脚BGA封装。

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▲ RX-E系列产品阵容

尽管RX23E-A和RX23E-B在技术上存在差异,但这两款器件在提供新的附加值(如小型化和分布式处理)方面的理念基本相同。

瑞萨电子RX23E-B解决方案入门套件(RSSK)包括一款基于GUI的工具QE for AFE,无需软件开发即可立即开始评估AFE,也可用于应用评估。该RSSK的应用说明和示例代码可从瑞萨电子网站下载。RSSK现已上市销售,我们建议将其用于RX23E-B评估工作。

瑞萨电子RX23E-B解决方案入门套件(RSSK)请点击下方对应的链接打开查看。

RX23E-B解决方案入门套件(RSSK)

https://www.renesas.cn/cn/zh/products/microcontrollers-microprocessors/rx-32-bit-performance-efficiency-mcus/rtk0es1001c00001bj-renesas-solution-starter-kit-rx23e-b 

来源:瑞萨电子

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全新RX23E-B相比现有版本数据速率快8倍,并包含125 kSPS ΔΣ A/D转换器

全球半导体解决方案供应商瑞萨电子(TSE:6723)今日宣布面向高端工业传感器系统推出一款全新RX产品——RX23E-B,扩展32位微控制器(MCU)产品线。新产品作为广受欢迎的RX产品家族的一员,具有高精度模拟前端(AFE),专为需要快速、精确模拟信号测量的系统而设计。

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该新型MCU集成24位Delta-Sigma A/D转换器,转换速度高达125 kSPS(125,000采样/秒),比现有RX23E-A产品快8倍。与RX23E-A相比,它可以处理精确的A/D转换,同时将均方根(RMS)噪声降低至1/3(0.18µVrms @1kSPS)。RX23E-B能够更快速、更精确地测量应变、温度、压力、流速、电流和电压等关键参数,是高端传感器设备、测量仪器和测试设备的理想之选。特别值得一提的是,RX23E-B具备足够的性能来驱动工业机器人中使用的力敏传感器,这些机器人通常要求以10 µsec(100,000次采样/秒)的速度进行测量。这一产品还将AFE和MCU集成在单个芯片,从而缩小了系统的整体尺寸,减少元件数量。

Sakae Ito, Vice President of the IoT Platform Business Division at Renesas表示:“随着带有AFE传感器接口的RX23E-B推出,我们现在可以为从中端到高端系统的各类传感应用提供服务。我们还将继续扩展瑞萨的产品,以满足电池供电及无线传感器日益增长的低功耗需求。”

Takatsugu Nemoto, President at Meiko Electronics表示:“在Meiko Electronics,自RX23E-A推出以来,我们一直在开发评估板并为客户提供设计支持。现在,随着具备高速Δ-Σ A/D转换器的RX23E-B的推出,更多客户将能够体验到其增强的转换性能、紧凑的电路板设计和缩减的元器件数量所带来的好处。”

与RX23E-A类似,RX23E-B也集成了一个基于32MHz RXv2内核,且带有数字信号处理(DSP)指令和浮点运算单元(FPU)的CPU,并采用相同的制造工艺将AFE整合至单芯片中。它提供16位D/A转换器等新的外设功能,可实现测量调整、自诊断和模拟信号输出。该产品的+/-10V模拟输入可使用5V电源进行+/-10V测量,无需外部元件或额外电源。此外,还包括一个最大可支持40 SEG x 4 COM的LCD控制器和实时时钟(RTC)功能。

需要控制和测量多个目标(如机械臂、气体和液体分析仪)的大型仪器对分布式处理体系结构存在巨大需求。在分布式处理设计中,每个功能都可以作为单独的模块运行,由此负责电机控制、传感器测量和温度控制等各项任务,而非依靠专用MCU来管理所有功能。这种模块化方法允许进行独立开发,因而实现更大的设计灵活性,并简化了维护工作。由于每个模块都需要一个MCU进行计算,因此工程师可以利用内置AFE的MCU更轻松地开发传感器模块,而不是将分立AFE芯片与单独的MCU结合在一起。

RX23E-B提供支持高达125 kSPS A/D数据转换速率的版本和支持31.25 kSPS的版本。这两款产品都带来灵活的数据速率设置,从3.8 SPS到支持的最大值,允许用户根据其特定系统要求在数据速率和噪声之间选择最佳平衡点。这两款产品支持5.5mm见方的100引脚BGA封装和6mm见方的40引脚QFN封装,适用于紧凑型应用,也提供48引脚至100引脚的宽引脚封装。

成功产品组合

瑞萨将面向精确压力测量及控制而设计的全新RX23E-B MCU与负责驱动电磁阀的智能功率器件相结合,开发出高速压力控制系统。集成的高精度AFE实现精确的压力控制,并最大限度减少了设计中的元件数量,从而降低BOM成本与电路板安装面积。这些“成功产品组合”基于相互兼容且可无缝协作的器件,具备经技术验证的系统架构,带来优化的低风险设计,以加快产品上市速度。瑞萨现已基于其产品阵容中的各类产品,推出超过400款“成功产品组合”,使客户能够加速设计过程,更快地将产品推向市场。更多信息,请访问:renesas.com/win

供货信息

RX23E-B现已上市,同时还提供适用于RX23E-B的瑞萨解决方案入门套件。借助该套件,工程师无需进行软件开发即可评估AFE和信号转换的操作与功能。有关RX23E-B和入门套件的更多信息,请访问:www.renesas.com/rx23e-b

瑞萨MCU优势

作为MCU领域的全球领导者,瑞萨电子的MCU近年来的平均年出货量超35亿颗,其中约50%用于汽车领域,其余则用于工业、物联网以及数据中心和通信基础设施等领域。瑞萨电子拥有广泛的8位、16位和32位产品组合,是业界优秀的16位及32位MCU供应商,所提供的产品具有出色的质量和效率,且性能卓越。同时,作为一家值得信赖的供应商,瑞萨电子拥有数十年的MCU设计经验,并以双源生产模式、业界先进的MCU工艺技术,以及由200多家生态系统合作伙伴组成的庞大体系为后盾。关于瑞萨电子MCU的更多信息,请访问:www.renesas.com/MCUs

关于瑞萨电子

瑞萨电子(TSE: 6723),科技让生活更轻松,致力于打造更安全、更智能、可持续发展的未来。作为全球微控制器供应商,瑞萨电子融合了在嵌入式处理、模拟、电源及连接方面的专业知识,提供完整的半导体解决方案。成功产品组合加速汽车、工业、基础设施及物联网应用上市,赋能数十亿联网智能设备改善人们的工作和生活方式。更多信息,敬请访问renesas.com。关注瑞萨电子微信公众号,发现更多精彩内容。

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