瑞萨隔离式多通道传感解决方案解析

瑞萨隔离式多通道传感解决方案，以 “高精度 MCU + 隔离器件 + 低噪声电源” 为核心架构，通过数字 - 模拟隔离及通道间隔离设计，消除噪声干扰并保障 ADC 采集精度，适配温度控制器、PLC 模拟输入等工业场景，瑞萨电子代理商-中芯巨能将从核心器件特性、系统优势及工程设计展开解析。

一、核心器件技术特性

1. 高精度传感控制 MCU（RX23E-A）

作为方案传感核心，RX23E-A 32 位 MCU 搭载 32MHz RX v2 内核，关键优势在于集成两个低噪声、低漂移 24 位三角积分 ADC，支持 128KB-256KB 闪存，提供 48LFQFP/40HWQFN 封装。其内置模拟前端（AFE）与信号调理模块，可直接对接多通道传感器信号，无需外置调理芯片，简化硬件链路；同时具备传感器数据预处理能力，能自主完成信号滤波、校准计算，大幅减少主 MCU 的数据处理工作量，提升系统响应速度。

2. 隔离器件（RV1S9260/PS9124）

RV1S9260：推挽输出型光耦合器，隔离电压达 5kV，支持 3.3V/5V 供电，5-LSSO 封装，具备高共模抑制比（CMR），可实现数字信号隔离传输，防止工业现场强噪声通过 SPI 总线串入 MCU，保障通信稳定性。

PS9124：集电极开路输出光耦，隔离电压 3.75kV，5SO 封装，适配模拟信号或控制信号的隔离需求，可用于多通道传感电路中通道间的隔离，避免通道串扰导致的 ADC 采集误差。

3. 低噪声电源器件

ISL85415：同步降压稳压器，输入电压范围 3V-36V，输出电流 500mA，集成高端 FET，12DFN 封装，为 RX23E-A 及传感器提供低纹波主电源，适配工业宽电压场景，减少电源波动对传感精度的影响。

ISL80410：40V 高压 LDO，输出电流 150mA，低静态电流，8-SOIC-EP 封装，支持可调输出电压，专为模拟前端（AFE）供电，通过高压隔离特性隔绝主电源噪声，保障 ADC 参考电压稳定。

二、系统集成优势与应用场景

方案核心优势体现在三方面：一是高抗干扰性，通过 RV1S9260/PS9124 实现数字 - 模拟、通道间双重隔离，有效抑制共模噪声与串扰，确保 ADC 采集误差控制在允许范围；二是设计灵活性，支持三线 SPI 通信，可灵活扩展传感器通道数量，且时序设计简单，能实现多通道同步传感，适配不同点数的采集需求；三是易用性，提供参考软件与标准化接口，降低多通道校准、数据拼接的开发难度，缩短项目周期。

应用场景覆盖工业高精度传感领域：温度控制器中多区域温度同步采集、数据记录器的多参数（温 / 压 / 流）监测、PLC 模拟输入模块的多通道信号采集，尤其适合强电磁干扰的工业环境，如化工车间、电力设备监测等场景。

三、工程设计要点

隔离布局设计：RV1S9260/PS9124 需严格遵循隔离间距规范，模拟侧与数字侧 PCB 分区布局，避免爬电距离不足导致隔离失效；光耦输入 / 输出端电源需独立供电，且模拟地与数字地单点连接，减少地环流干扰。

电源噪声控制：ISL85415 输出端并联 10μF tantalum 电容与 0.1μF 陶瓷电容，抑制高频纹波；ISL80410 靠近 RX23E-A 的 ADC 参考电压引脚布局，供电线路采用铜皮加宽设计，降低线路阻抗引入的压降。

多通道同步设计：利用 RX23E-A 的 ADC 同步采样功能，通过硬件触发信号控制多通道同时采集；SPI 通信线路需匹配 50Ω 阻抗，且长度控制在 30cm 以内，避免信号反射导致的数据传输错误。

四、关键器件选型参考

核心传感单元：RX23E-A（R5F523E6ADFL#30，48LFQFP 封装）+ ISL80410（模拟供电）；

隔离单元：RV1S9260ACCSP-10YV#SC0（数字信号隔离）+ PS9124-V-F3-AX（模拟通道隔离）；

主电源单元：ISL85415FRZ-T7A（12DFN 封装，宽压降压）。

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