Analog Devices Inc. AD5940 hochpräzises Analog-Front-End mit geringer Leistung

AD5940 hochpräzise Analog-Front-End (AFE) mit geringer Leistung von Analog Devices wurde für tragbare Applikationen entwickelt, die hochpräzise Messtechniken auf elektrochemischer Basis erfordern. Das AD5940 kann Spannungs-, Strom- und Impedanzmessungen durchführen und kann verwendet werden, um Hautimpedanz und Körperimpedanz zu messen und elektrochemisch Gase zu erkennen. Diese Bausteine bestehen aus zwei Erregungsschleifen mit hoher Genauigkeit und einem gängigen Messkanal, die eine große Auswahl von Messungen eines Sensor unter Testbedingungen ermöglichen.

Der AD5940 Messkanal verfügt über einen 16-Bit-Analog-Digital-Wandler (ADC) mit sukzessivem 800-kS/s-Mehrkanal-Approximationsregister (SAR) mit Eingangspuffern, einen eingebauten Antialias-Filter und einen programmierbaren Gain-Verstärker (PGA). Ein Eingangsmultiplexer vor dem ADC ermöglicht es dem Benutzer, einen Eingangskanal für die Messung auszuwählen. Diese Eingangskanäle umfassen mehrere externe Stromeingänge, externe Spannungseingänge und interne Kanäle. Die internen Kanäle ermöglichen Diagnosemessungen der internen Versorgungsspannungen, der Chiptemperatur und der Referenzspannungen.

Der AD5940 wird mit einer Versorgungsspannung von 2,8 V bis 3,6 V betrieben und ist für einen Temperaturbereich von -40 °C bis +85 °C spezifiziert. Der AD5940 befindet sich in einem 56-poligen Wafer-Level-Chip-Scale-Gehäuse (WLCSP) von 3,6 mm × 4,2 mm.

Merkmale

  • Analoger Eingang:
    • 16-Bit-ADC mit 800 kS/s
    • Spannungs-, Strom- und Impedanzfunktion
    • Interne und externe Strom- und Spannungskanäle
    • Schaltermatrix mit extrem niedrigem Ableitstrom und Eingangsmultiplexer
    • Eingangsbuffer und Verstärkerspannungs-DACs mit programmierbarer Gain
  • Leistung:
    • Power-On-Reset
    • Ruhemodus mit stromsparendem DAC und einem hochgefahrenen Potentiostat-Verstärker zur Erhaltung der Sensor-Vorspannung
  • Verstärker, Beschleuniger und Referenzen:
    • 1 stromsparender, rauscharmer Potentiostat-Verstärker, der sich für die Potentiostat-Vorspannung in elektrochemischen Sensoren eignet
    • 1 rauscharmer, stromsparender Transimpedanz-TIA, der sich für die Messung des Stromausgangs eignet
    • Programmierbare Last- und Gain-Widerstände für den Sensorausgang
    • Analoge Hardwarebeschleuniger
    • Digitaler Wellenform-Generator
    • Empfangsfilter
    • Komplexe Impedanzmessengine (DFT)

Technische Daten

  • Analoger Eingang, Verstärker, Beschleuniger und Referenzen:
    • 16-Bit-ADC mit 800 kS/s 
    • Dual-Ausgangsspannungs-DAC mit einer Ausgangsspannung von 0,2 V bis 2,4 V
    • Ausgang von ±607 mV zum Sensor
    • 50 pA bis 3 mA Bereich
    • Interne Bezugsspannungsquellen von 2,5 V und 1,82 V
    • Extrem stromsparender Potentiostatkanal von 6,5 µA
  • Leistung:
    • Versorgung: 2,8 V bis 3,6 V
    • Mit Ein-/Ausgang von 1,82 V kompatibel
  • Gehäuse- und Temperaturbereich:
    • 56-Ball-WLCSP
    • Abmessungen: 3,6 mm x 4,2 mm
    • Betriebstemperaturbereich: -40 °C bis 85 °C

Applikationen

  • Elektrochemische Messungen
  • Elektrochemische Gassensoren
  • Potentiostat/Amperometrik/Voltammetrie/Zyklovoltammetrie
  • Bioimpedanz
  • Hautimpedanz
  • Körperimpedanz
  • Kontinuierliche Blutzuckerüberwachung
  • Batterieimpedanz

AD5940 Blockdiagramm

Block Diagram - Analog Devices Inc. AD5940 hochpräzises Analog-Front-End mit geringer Leistung