高精度抗干扰，纳芯微推出NSHT30A模拟输出温湿度传感器

发布时间：2025-10-23 15:51
作者：AMEYA360
来源：纳芯微
阅读量：468

　　随着人们对生活品质与环境舒适度的要求不断提升，智能家电与HVAC(采暖、通风与空调)系统正加速向智能化与精密化方向发展。温湿度的精准监测已成为实现高效节能与舒适体验的重要环节。

　　为满足不同应用场景需求，继推出数字输出温湿度传感器NSHT30之后，纳芯微再度推出全新模拟输出温湿度传感器NSHT30A，专为高噪声、长距离传输等复杂环境设计。该产品的推出，使纳芯微在温湿度传感器方面实现了数字与模拟接口的全面覆盖，为客户提供更灵活的系统设计选择与更广泛的应用支持。

高精度抗干扰，纳芯微推出NSHT30A模拟输出温湿度传感器

　　在智能冰箱、空调及环境控制系统中，温湿度传感器用于实时监测与调节环境参数，确保保鲜、除菌与舒适控制的精准性。当传输距离较长或电磁干扰较强时，NSHT30A 的模拟输出特性可有效规避信号损耗与干扰，为复杂环境下的稳定检测提供优选方案，助力设备在多种应用场景中保持高精度与高可靠性。

　　单芯片集成，简化系统设计

　　NSHT30A系列基于CMOS-MEMS工艺，在单芯片上集成了一个完整的传感器系统，包括电容式的相对湿度传感器、CMOS温度传感器和信号处理器以及模拟输出通信接口。该系列采用DFN封装设计，产品尺寸仅为2.5mm×2.5mm×0.9mm，结构紧凑，便于系统设计与集成，适配各类空间受限的集成场景。

　　精准测量，稳定输出

　　NSHT30A具备2.4V至5.5 V的宽供电电压范围和±4KV的ESD防护等级，能够在多种复杂应用场景下保持稳定输出。该系列产品模拟输出响应速度快，内部完成校准、线性化与放大处理，无需复杂软件驱动库，可直接输出与温湿度呈线性关系的模拟电压，有效规避信号传输损耗与环境干扰，为复杂环境下的检测提供高可靠性与高适配性的解决方案。


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　　2025年12月8日，国内模拟芯片设计企业苏州纳芯微电子股份有限公司(以下简称“纳芯微”)正式在香港联合交易所主板挂牌上市，成功构建“A+H”双资本平台，标志着公司全球化战略迈入全新阶段。　　此次上市，纳芯微全球共发售1906.84万股H股，发行价最终确定为116.00港元/股，市值187.45亿港元。按此计算，公司通过本次上市预计募集资金净额约为20.96亿港元。　　本次IPO的亮点之一是引入了阵容强大的基石投资者。比亚迪、小米集团等7家知名产业及投资机构共同认购了总额约10.89亿港元的股份，占本次发售股份总数的近一半。　　尤其值得注意的是，基石投资者之一的“元禾纳芯”其最终出资方包含国家集成电路产业投资基金三期，这使得纳芯微成为模拟芯片领域首家获得“大基金三期”基石投资的企业。　　纳芯微成立于2013年，采用fabless模式运营，专注于芯片研发和设计，同时将晶圆制造外包予外部晶圆厂以及大部分封装测试外包予第三方封装测试服务供应商。集团围绕汽车电子、泛能源及消费电子等应用领域，提供丰富、高性能、高可靠性的产品及解决方案。根据弗若斯特沙利文的资料，以2024年模拟芯片收入计，纳芯微在中国模拟芯片市场的所有模拟芯片公司中位列第14名(占市场份额0.9%)以及在中国模拟芯片公司中位列第五名。　　作为中国少数在传感器、信号链、电源管理三大核心领域均实现深度布局的企业，纳芯微凭借体系化技术平台与产品矩阵，在汽车电子、泛能源、智能终端等关键赛道建立领先优势，从“中国模拟芯片标杆”加速迈向“全球优选供应商”。　　纳芯微创始人、董事长、CEO 王升杨表示，港股上市不仅是一次业务发展的里程碑，更是公司全球叙事的起点。公司将以此次上市为锚，持续加大底层技术投入、扩展产品组合、完善海外销售与市场体系，并推动全球化运营能力跃升，为客户与合作伙伴提供长期价值。
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　　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。
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