纳芯微低功耗数字温度传感器NST112x用于可穿戴类设备测温

Release time：2022-12-06
author：Ameya360
source：网络
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　　可穿戴设备例如智能手表主打智能助理、健康、安全和运动等多功能定位，深受消费者喜爱。后疫情时代，消费者更加关注自身健康，体温测量成为了健康监测管理和多维预防的重要手段。人们可以通过具有体温测量功能的可穿戴设备随时随地了解自身健康状况，实现自我防护。

　　搭载温度传感器的可穿戴设备可以为消费者带来不一样功能体验——实时守护人们健康每一刻。我们来看看温度传感器在可穿戴设备中将发挥哪些作用，又是如何实现的？

　　如何应对可穿戴类设备测温应用的挑战？

　　可穿戴类设备测温应用经常会遇到一些挑战，对测温传感器提出了更高的要求。

　　首先，影响测温精度的因素很多，特别是环境温度。以纳芯微温度传感器的NST112x为例，其高精测温区间误差典型值为0.1℃，主要是偏移误差；但这并不是不确定度误差，不确定度（复测跳动）为1个LSB（最低有效位），为±0.015625℃。而准确测量温度精度需要精准的温度环境，一般使用恒温槽进行测量。

　　第二是误差的标定，可用标定方案有多种，目前纳芯微提供的解决方案，温度误差典型值为0.1℃，推荐客户做一次单点标定，使其精度达到0.1℃以内（医用体温计规范37-39℃范围内＜0.1℃，35-42℃范围内＜0.2℃）。

　　当然，可穿戴类设备的使用中也要注意影响测温精度的其他一些因素，例如，设备的温度传感器需要与待测热源紧密耦合，以保证最优的热传导路径；温度传感器还应远离其他热源，并尽量缩短工作时间，降低其自发热。

　　在测量准确度方面，手腕测温与腋下测温存在温差，主要适用于连续体温监测，特别是监测变化量，测量绝对值需要用户进行标定。另外，对温度准确度要求较高客户，推荐使用两颗温度传感器分别测量环境温度和皮肤温度，通过补偿即可得出较为准确的体温值。

　　不是什么样的温度传感器都能用

　　手表可用空间非常有限，用在其中的温度传感器首先需要体积小，当然还要满足其他一些特殊要求，包括高精度、超低功耗、响应速度和使用方便。

　　纳芯微的接触式体温测量方案是采用高精度数字温度传感器NST112x-CWLR的解决方案。该方案具有温度响应速度快、测温时间短、低功耗、高精度、自发热小等特点，特别适合手表、手环类以及蓝牙体温贴等产品使用。

　　NST112x是一款低功耗高精度数字温度传感器。其可兼容I2C和SMBus接口具有可编程警报和SMBus重置功能，在单路总线上最多可支持4个器件。在精度方面，无需校准即可在-20℃至125℃范围内实现高达±0.5℃的精度。由于是高线性度温度传感器，NST112x不需要重新组合计算或查表就可以导出温度。其14bit模数转换可提供高达0.015625℃的分辨率。NST112x温度传感器正常工作温度范围为-40℃至125℃，使其适合在通信、计算机、消费类产品、环境、工业和仪表工作中运行。由于NST112x是一款极低功耗的传感器，可用于电池供电物联网的测温应用。

　　NST112x的特点和典型应用

　　以下是NST112x系列的特点：

　　- 采样速率4Hz，平均功耗典型值仅为5.7μA

　　- 提供SOT-563和DSBGA-4（0.75mm×0.75mm）两种封装，其中DSBGA-4可实现体温范围内高达±0.1℃的输出精度

　　- 采用SMT工艺，装配精度容差性强，适用于大规模量产

　　- 采用接触式测温热传导路径，芯片焊盘通过FPC过孔覆铜传导到背面，再通过不锈钢片接触皮肤

　　- 芯片背面（焊盘面）通过FPC贴合手腕，在室温23.5℃条件下，实测手腕温度为33.0℃，补偿后为36.48℃，与腋窝体温相符

　　- 温度达到63%的响应时间为0.1s，达到体温（99%）的时间为12.73s

　　纳芯微低功耗数字温度传感器NST112x用于可穿戴类设备测温

　　配图1：纳芯微NST112x系列的DSBGA-4封装

　　纳芯微低功耗数字温度传感器NST112x用于可穿戴类设备测温

　　配图2：纳芯微温度传感器校准监测体温


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纳芯微 | SPI 隔离通信实战避坑：数字隔离器输出并联电平异常的原因与解决方案
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纳芯微 | SPI 隔离通信实战避坑：数字隔离器输出并联电平异常的原因与解决方案

　　在工业系统 SPI 一主多从通信架构中，为节省 IO 资源，数字隔离器输出通道并联复用是常见设计，但实际应用中极易出现电平无法正常拉高 / 拉低的异常问题，严重影响通信稳定性。本文先梳理工业系统主流通信方式及 SPI 隔离的应用场景，深入剖析数字隔离器输出并联导致电平异常的核心原因，再针对性给出两种经实测验证的解决方案(CS 反向使能电路、二极管反向阻断配合软件配置)，并明确实施过程中的关键注意事项，为工程师解决同类 SPI 隔离通信问题提供直接参考。　　01 工业系统常见通信方式　　通信接口是硬件系统中实现数据交换的核心模块，常分为内部通信接口(板级通信)、外部通信接口(对外通信)，如图1，不同接口在速率、距离、复杂度等方面各有特点，是纳芯微产品主要的应用场景之一。图1 板级通信和对外通信　　板级通信　　板级通信为设备内部组件间的通信，通常具备速度快、距离短的特性，通常具备速度快、距离短的特性，常见有UART、I2C、SPI、单总线等。具体参数如表1所示：表1 板级通信具体参数　　对外通信　　对外通信为设备级信号传输，用于实现设备间的数据交互，多采用差分传输方式，具备传输距离远的优势，常见类型包括 RS-232、RS-485、CAN 等，具体参数如下表所示：　　表2 对外通信具体参数　　02 隔离SPI机会点　　SPI全称为Serial Peripheral Interface(串行外设接口)，由摩托罗拉公司开发的一种同步、全双工、主从式串行通讯总线，可以实现一主多从的通讯连接。　　在硬件连接方式上，SPI常用4线制(SCK、MOSI、MISO、CS/SS)，各信号线的传输方向及功能描述如下表3所示：表3 SPI各信号线的传输方向及功能　　SPI一主多从的通讯拓扑，MOSI、MISO、SCK常采用复用接口，节省IO资源，通过独立的CS/SS实现从机选择。如图2所示。图2 SPI 一主多从基础拓扑　　在工业系统中，MCU高压域与低压域之间需要做通讯隔离，纳芯微隔离器NSI8241W(3正1反)适用于SPI信号隔离。对于一主一从的隔离方式，4通道刚好一对一匹配(3正向通道对应SCK、MOSI、CS/SS，1反向通道对应MISO)。对于一主多从的拓扑架构，同样会复用通道节省IO资源，如图3示例。图3 带数字隔离器的SPI主多从拓扑　　03 数字隔离器输出并联问题及解决方案　　数字隔离器隔离SPI复用通道实际测试时，会发现复用MISO会出现电平异常，当一路输入高，一路输入低的情况下，MISO不能完全被拉高或者拉低。如图4，两颗8241 Out口复用，输入分别给高、低时，MISO波形。图4 Vdd1=Vdd2=5.25V，IND1高，IND2低 黄色OutD1=蓝色OutD2≈2.5V　　数字隔离器Out内部为推挽输出：输入为高时，推挽上管导通，输出高电平;输入为低时，推挽下管导通，输出低电平。当输入一高一低时，就会形成分压回路，造成MISO电平异常，如图5，这显然与SPI中规定MISO复用冲突(当SS拉低使能时，从机输出配置为推挽输出，当SS拉高时，从机输出需配置为高阻态，防止多个输出导致电平冲突)。图5 数字隔离器内部分压回路　　查阅NSI8241真值表(如图6所示)，当EN拉低时，数字隔离器可以输出高组态，能够满足SPI复用要求。因此我们给出以下电路调整方案，来实现数字隔离器输出口并联复用需求。图6 NSI241真值表　　方案1　　CS 处增加反向电路，同步使能数字隔离器　　在CS处增加反向电路(NPN、PNP、反相器等，需考虑Vce压降)同步使能数字隔离器。CS拉高禁用时，数字隔离器EN拉低禁用，Out复用输出高。　　方案2　　二极管反向阻断 + 软件配置，实现并联复用　　通过二极管进行反向阻断，配合软件配置合理实现数字隔离器输出并联复用。　　但需要注意的是：　　(1)需添加上下拉电阻，明确默认电平，同时满足信号上升沿、下降沿的时间要求;　　(2)需考虑二极管压降对电平幅值的影响，避免因压降导致通信误判;　　(3)当一路输出通道由高电平切换至低电平时，受寄生参数影响，可能会短暂通过二极管抽取另一通道电流，需重视由此产生的电压尖峰问题。　　结论与建议　　在工业 SPI 一主多从隔离通信场景中，数字隔离器输出通道并联复用是节省 IO 资源的常用方案，但因隔离器内部推挽输出结构，直接并联易导致电平异常。本文通过分析异常产生的核心原因，提供了两种经实测验证的解决方案(CS 反向使能电路、二极管反向阻断 + 软件配置)，同时明确了实施过程中的关键注意事项。工程师在实际设计中可根据项目需求选择合适方案，规避电平异常问题，保障 SPI 通信的稳定性。　　高可靠性四通道数字隔离器NSI824x已通过 UL1577 安全认证，支持3kVrms-8kVrms 多档绝缘电压，同时在低功耗下提供高电磁抗扰度和低辐射。数据速率高达 150Mbps，共模瞬态抗扰度 250kV/μs。支持数字通道方向及输入失电默认输出电平配置，宽电源电压可直接适配多数数字接口，简化电平转换;高系统级 EMC 性能进一步提升使用可靠性与稳定性。
2025-12-05 11:20 reading：176
纳芯微车载电源芯片方案，选Ta就稳了！
行业新闻

纳芯微车载电源芯片方案，选Ta就稳了！

　　在智能汽车快速发展的趋势下，电源需求呈现出多样化和分级化的特点，不同系统和应用场景对电源性能提出差异化要求：　　车身控制系统：电源需具备宽电压输入与低静态功耗(Low Iq)，支持冷启动与电压波动下稳定供电，提升整车待机能效与续航。　　智能座舱与信息娱乐：电源需提供低噪声、高精度输出与良好 EMI 抑制，确保数字接口、主机与音视频处理链路稳定运行。　　ADAS/自动驾驶系统：电源需实现快速瞬态响应、高 PSRR 与低输出噪声，避免供电波动影响传感感知与系统决策精度。　　新能源动力与控制单元：电源需支持高压输入、长期可靠运行，并集成完整保护(过流/过压/过温)，保障 BMS/OBC/DCDC 及电驱系统安全稳定工作。　　纳芯微推出车载电源一站式芯片解决方案，涵盖从一级LDO、二级LDO到一级Buck、二级Buck的完整产品组合，为客户提供全方位电源供电支持!　　一级LDO NSR31/33/35xxx：超低静态功耗，电池直连首选　　二级LDO NSR30x0x：低噪声高精度，敏感电路专用　　一级Buck NSR114xx：高效率，低EMI，宽压直连更安心　　二级Buck NSR110xx：高效率、低功耗，后级供电优选
2025-12-02 11:51 reading：260
纳芯微NSUC1610成功斩获「年度优秀电机控制技术产品奖」！
行业新闻

纳芯微NSUC1610成功斩获「年度优秀电机控制技术产品奖」！

　　近期，用于汽车电子执行器的纳芯微马达驱动芯片NSUC1610在「2025 第六届电机控制技术市场表现奖」评选中脱颖而出，成功斩获「年度优秀电机控制技术产品奖」!　　获奖产品核心情报　　作为国内首款高集成度车用小电机驱动芯片，NSUC1610 首发即实现量产装车，已覆盖国内主流 OEM，核心优势拉满：　　• 高集成设计：内置 4 路半桥驱动器，可灵活控制有刷直流电机、无刷直流电机、步进电机等小功率电机;　　• 车规级可靠性：符合 AEC-Q100 标准，最高结温可达 175°C;　　• 超强耐压保护：集成过压保护功能，LIN 端口耐压范围 - 40V~40V，BVDD 引脚电压范围 - 0.3V~40V，;　　• 高效内核架构：基于 ARM Cortex-M3 内核，采用哈佛结构，独立数据总线与地址总线提升传输效率。
2025-12-02 09:48 reading：252
连续5年获奖，纳芯微荣膺第二十届“中国芯”“整车芯应用卓越产品”和“优秀技术创新产品”
企业动态

连续5年获奖，纳芯微荣膺第二十届“中国芯”“整车芯应用卓越产品”和“优秀技术创新产品”

　　近日，以“芯生万物 智算无界”为主题，2025年“中国芯”集成电路产业促进大会暨第二十届“中国芯”优秀产品征集结果发布仪式在珠海横琴圆满举办。活动期间，纳芯微凭借在汽车电子领域的系统级应用能力与技术创新实力，荣膺“中国芯”两大奖项—— “整车芯应用卓越产品” 与 “优秀技术创新产品”，成为业内极少数在同一年同时获此双项荣誉的企业。获奖产品分别为 全集成嵌入式电机控制芯片 NSUC1610-Q1QNR 与 汽车级集成式耐腐蚀绝压传感器 NSPAS5 系列。　　“整车芯应用卓越产品”主要表彰对国内汽车工业发展具有突出贡献的车规级芯片。该奖项强调产品的关键参数竞争力、可靠性稳定性、技术路线清晰度及在整车关键域控中的广泛落地情况。获奖产品 NSUC1610 是国内首款高集成度车用小电机驱动芯片，填补国内新能源汽车热管理电机控制处理器“MCU+”芯片空白，已覆盖国内多家主流 OEM。“优秀技术创新产品”旨在表彰具备显著技术突破与创新价值的集成电路产品。NSPAS5 系列具备业界领先的响应速度(<1ms)，支持模拟比例 / 绝对输出，量程覆盖 10kPa~400kPa 可定制，并具备高耐腐蚀能力，面向汽车动力系统、热管理等核心应用场景。　　自2021年以来，纳芯微连续5年荣获“中国芯”奖项，产品覆盖车规级MEMS绝压压力传感器晶圆NSP163X系列(2021)、高可靠性隔离式双通道栅极驱动器NSI6602系列(2022)、高压半桥栅极驱动器NSD1624(2023)、40V车规级32细分步进电机驱动器NSD8381(2024)，标志其在汽车、泛能源领域，围绕应用创新的丰硕成果及市场认可，实现集成电路关键核心技术突破，加速科技创新和产业创新融合。截止2025年上半年，纳芯微汽车电子累计出货量超过9.8亿颗。　　关于“中国芯”优秀产品评选　　“中国芯”优秀产品评选活动由中国电子信息产业发展研究院主办，自2006年启动以来已成功举办二十届。该活动坚持以应用为导向，持续推动评选机制创新，致力于成为中国集成电路产品与技术发展的“风向标”。　　活动始终秉持“以用立业、以用兴业”的发展思路，通过建立公正、专业的中国芯产品推荐机制，为国内集成电路企业搭建起一个展示优秀产品和技术的公益性平台，助力我国集成电路产业实现高质量发展。
2025-11-25 09:37 reading：326
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