瑞薩隔離式多通道傳感解決方案，以 “高精度 MCU + 隔離器件 + 低噪聲電源” 為核心架構(gòu)，通過數(shù)字 - 模擬隔離及通道間隔離設(shè)計(jì)，消除噪聲干擾并保障 ADC 采集精度，適配溫度控制器、PLC 模擬輸入等工業(yè)場(chǎng)景，瑞薩電子代理商-中芯巨能將從核心器件特性、系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)及工程設(shè)計(jì)展開解析。

一、核心器件技術(shù)特性

1. 高精度傳感控制 MCU（RX23E-A）

作為方案?jìng)鞲泻诵模琑X23E-A 32 位 MCU 搭載 32MHz RX v2 內(nèi)核，關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)在于集成兩個(gè)低噪聲、低漂移 24 位三角積分 ADC，支持 128KB-256KB 閃存，提供 48LFQFP/40HWQFN 封裝。其內(nèi)置模擬前端（AFE）與信號(hào)調(diào)理模塊，可直接對(duì)接多通道傳感器信號(hào)，無需外置調(diào)理芯片，簡化硬件鏈路；同時(shí)具備傳感器數(shù)據(jù)預(yù)處理能力，能自主完成信號(hào)濾波、校準(zhǔn)計(jì)算，大幅減少主 MCU 的數(shù)據(jù)處理工作量，提升系統(tǒng)響應(yīng)速度。

2. 隔離器件（RV1S9260/PS9124）

RV1S9260：推挽輸出型光耦合器，隔離電壓達(dá) 5kV，支持 3.3V/5V 供電，5-LSSO 封裝，具備高共模抑制比（CMR），可實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)隔離傳輸，防止工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)噪聲通過 SPI 總線串入 MCU，保障通信穩(wěn)定性。

PS9124：集電極開路輸出光耦，隔離電壓 3.75kV，5SO 封裝，適配模擬信號(hào)或控制信號(hào)的隔離需求，可用于多通道傳感電路中通道間的隔離，避免通道串?dāng)_導(dǎo)致的 ADC 采集誤差。

3. 低噪聲電源器件

ISL85415：同步降壓穩(wěn)壓器，輸入電壓范圍 3V-36V，輸出電流 500mA，集成高端 FET，12DFN 封裝，為 RX23E-A 及傳感器提供低紋波主電源，適配工業(yè)寬電壓場(chǎng)景，減少電源波動(dòng)對(duì)傳感精度的影響。

ISL80410：40V 高壓 LDO，輸出電流 150mA，低靜態(tài)電流，8-SOIC-EP 封裝，支持可調(diào)輸出電壓，專為模擬前端（AFE）供電，通過高壓隔離特性隔絕主電源噪聲，保障 ADC 參考電壓穩(wěn)定。

二、系統(tǒng)集成優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用場(chǎng)景

方案核心優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在三方面：一是高抗干擾性，通過 RV1S9260/PS9124 實(shí)現(xiàn)數(shù)字 - 模擬、通道間雙重隔離，有效抑制共模噪聲與串?dāng)_，確保 ADC 采集誤差控制在允許范圍；二是設(shè)計(jì)靈活性，支持三線 SPI 通信，可靈活擴(kuò)展傳感器通道數(shù)量，且時(shí)序設(shè)計(jì)簡單，能實(shí)現(xiàn)多通道同步傳感，適配不同點(diǎn)數(shù)的采集需求；三是易用性，提供參考軟件與標(biāo)準(zhǔn)化接口，降低多通道校準(zhǔn)、數(shù)據(jù)拼接的開發(fā)難度，縮短項(xiàng)目周期。

應(yīng)用場(chǎng)景覆蓋工業(yè)高精度傳感領(lǐng)域：溫度控制器中多區(qū)域溫度同步采集、數(shù)據(jù)記錄器的多參數(shù)（溫 / 壓 / 流）監(jiān)測(cè)、PLC 模擬輸入模塊的多通道信號(hào)采集，尤其適合強(qiáng)電磁干擾的工業(yè)環(huán)境，如化工車間、電力設(shè)備監(jiān)測(cè)等場(chǎng)景。

三、工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)

隔離布局設(shè)計(jì)：RV1S9260/PS9124 需嚴(yán)格遵循隔離間距規(guī)范，模擬側(cè)與數(shù)字側(cè) PCB 分區(qū)布局，避免爬電距離不足導(dǎo)致隔離失效；光耦輸入 / 輸出端電源需獨(dú)立供電，且模擬地與數(shù)字地單點(diǎn)連接，減少地環(huán)流干擾。

電源噪聲控制：ISL85415 輸出端并聯(lián) 10μF tantalum 電容與 0.1μF 陶瓷電容，抑制高頻紋波；ISL80410 靠近 RX23E-A 的 ADC 參考電壓引腳布局，供電線路采用銅皮加寬設(shè)計(jì)，降低線路阻抗引入的壓降。

多通道同步設(shè)計(jì)：利用 RX23E-A 的 ADC 同步采樣功能，通過硬件觸發(fā)信號(hào)控制多通道同時(shí)采集；SPI 通信線路需匹配 50Ω 阻抗，且長度控制在 30cm 以內(nèi)，避免信號(hào)反射導(dǎo)致的數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤。

四、關(guān)鍵器件選型參考

核心傳感單元：RX23E-A（R5F523E6ADFL#30，48LFQFP 封裝）+ ISL80410（模擬供電）；

隔離單元：RV1S9260ACCSP-10YV#SC0（數(shù)字信號(hào)隔離）+ PS9124-V-F3-AX（模擬通道隔離）；

主電源單元：ISL85415FRZ-T7A（12DFN 封裝，寬壓降壓）。

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