信号链芯片详解：连接现实与数字的桥梁

老虎说芯|Tiger Chip|

2025-06-17 14:06:03 591

一、什么是“信号链芯片”？

我们生活在一个模拟*里：声音、电压、温度、压力、光强等信号都是连续变化的。而大多数电子系统——比如手机、智能手表、工业控制器、无人驾驶系统——最终却是以数字逻辑（0和1）来处理和存储信息的。

信号链芯片，就是位于这个“模拟*”与“数字*”之间的中介系统。它负责接收外部的模拟信号，对其进行放大、滤波、转换、调理等一系列处理，最终将信号转化为可供数字系统处理的数据格式。

可以这么理解：信号链是一条“管道”，它从传感器那里接收信号，把杂质过滤掉、把微弱信号增强，把信号格式变换，再把干净的信号交给MCU、DSP或AI芯片处理。这一整套流程，就叫“信号链”，负责这个流程的关键IC，我们称为“信号链芯片”。

二、信号链芯片的组成部分

信号链芯片不是一个单一器件，而是一个涵盖多个功能模块的集合，通常包括以下几个类别：

1. 线性器件（Linear Devices）

对微弱电压信号进行精密放大，比如麦克风、电化学传感器、电流检测等场合都要用。追求的是高增益、低噪声、低失真、低偏移。

用于比较两个电压信号的大小，输出一个高低电平。比如温度超过阈值报警、电池电压过低保护、逻辑触发等都需要用比较器。

用于在多个模拟信号之间切换通道。比如一个芯片要采集8路传感器信号，就需要MUX轮流选择通道。

把模拟信号变成数字信号，是信号链向数字处理过渡的关键器件。比如温度、电压、图像、声音等模拟信息都需通过ADC进入数字域。ADC有很多类型，如SAR、ΔΣ、Pipeline，适用于不同的精度与速度场景。

将数字信号转换为模拟信号，常用于音频播放、波形输出、电压控制等场合。和ADC一样，也是模拟与数字*互通的桥梁。

用于信号预处理，比如滤波、增益调节、零点漂移校正、抗干扰等。有时是模块化封装，有时集成在传感器或ADC中。

在工业、医疗或高压环境中，为了安全或防止干扰，需要对信号通道进行电隔离。常用的隔离手段包括光耦、磁耦、电容耦合等。

某些传感器输出非常微弱或不规则信号（如RTD、热电偶），这类接口芯片负责信号调理、校准、标准化处理。

三、信号链芯片的工作流程

假设我们要采集一个工业用温度传感器（热电偶）的信号，并上传到一个微控制器，整个信号链的流程可能如下：

这条完整路径就构成了一个标准的“信号链”。

每种信号链器件都有自己的性能指标，但整个系统的关键关注点大致如下：

信号链芯片几乎应用于所有需要“感知物理*”的电子系统，下面按典型行业分类：