AD5940BCBZ-RL是一款高精度、低功耗模拟前端(AFE),专为需要高精度、基于电化学的测量技术(如电流测量、伏安测量或阻抗测量)的便携式应用而设计。AD5940BCBZ-RL设计用于皮肤阻抗和身体阻抗测量,并在完整的生物电或生物电位测量系统中与AD8233 AFE配合使用。AD5940BCBZ-RL设计用于电化学有毒气体传感。
AD5940BCBZ-RL由两个高精度激励回路和一个公共测量通道组成,能够对被测传感器进行广泛的测量。第一个励磁回路由超低功率、双输出串、数模转换器(DAC)和低功率、低噪声恒电位仪组成。DAC的一个输出控制恒电位仪的非反相输入,而另一个输出则控制跨阻抗放大器(TIA)的非反相输出。该低功率激励回路能够产生直流至200Hz的信号。
第二激励回路由12位DAC组成,称为高速DAC。该DAC能够产生高达200kHz的高频激励信号。
AD5940BCBZ-RL测量通道具有16位800kSPS、多通道逐次逼近寄存器(SAR)模数转换器(ADC)、内置抗锯齿滤波器和可编程增益放大器(PGA)。ADC前面的输入多路复用器允许用户选择用于测量的输入通道。这些输入通道包括多个外部电流输入、外部电压输入和内部通道。内部通道允许对内部电源电压、管芯温度和参考电压进行诊断测量。
电流输入包括两个具有可编程增益和负载电阻器的TIA,用于测量不同的传感器类型。第一个TIA,称为低功率TIA,测量低带宽信号。第二个TIA,称为高速TIA,测量高达200kHz的高带宽信号。
超低泄漏、可编程开关矩阵将传感器连接到内部模拟激励和测量块。该矩阵提供了连接外部RTIA和校准电阻器的接口。该矩阵还可用于将多个电子测量设备多路复用到相同的可穿戴电极。
可提供精度为1.82 V和2.5 V的片上参考源。内部ADC和DAC电路使用此片上参考源,以确保1.82 V和2.5 V外围设备的低漂移性能。
AD5940BCBZ-RL测量块可以通过通过串行外围接口(SPI)接口的直接寄存器写入来控制,或者通过使用可编程定序器来控制,该定序器提供AFE芯片的自主控制。6kB的静态随机存取存储器(SRAM)被划分为深度数据先入先出(FIFO)和命令FIFO。测量命令存储在命令FIFO中,测量结果存储在数据FIFO中。许多与FIFO相关的中断可用于指示FIFO何时已满。
许多通用输入/输出(GPIO)可用,并使用AFE定序器进行控制,这允许对多个外部传感器设备进行周期精确控制。
AD5940BCBZ-RL的工作电压为2.8 V至3.6 V,温度范围为-40°C至+85°C。AD5940BCBZ-RL封装在56引线、3.6 mm×4.2 mm WLCSP封装中。
应用
- 电化学测量
- 电化学气体传感器
- 恒电位仪/安培法/伏安法/循环
- 伏安法
- 生物阻抗应用
- 皮肤阻抗
- 身体阻抗
- 持续血糖监测
- 电池阻抗
特色
- 16位800 kSPS ADC
- 电压、电流和阻抗测量能力
- 内部和外部电流和电压通道
- 超低泄漏开关矩阵和输入多路复用器
- 输入缓冲器和可编程增益放大器
- 双输出电压DAC,输出范围为0.2 V至2.4 V
- 6位VZERO输出偏置TIA
- 超低功率:1μA
- 1个高速12位DAC
- 传感器输出范围:±607 mV
- 输出可编程增益放大器,增益设置为2和0.05
- 1个低功率、低噪声恒电位放大器,适用于电化学传感中的恒电位偏置
- 1个低噪声、低功耗TIA,适用于测量传感器电流输出
- 50 pA至3 mA范围
- 用于传感器输出的可编程负载和增益电阻器
- 模拟硬件加速器
- 数字波形发生器
- 接收筛选器
- 复阻抗测量(DFT)引擎
- 1个高速TIA,可处理从0.015 Hz到200 kHz的宽带输入信号
- 用于生成正弦和梯形波形的数字波形发生器
- 2.5 V和1.82 V内部参考电压源
- 快速通电和断电模拟模块,用于工作循环
- 可编程AFE定序器,最大限度地减少主机控制器的工作量
- 6kB SRAM预编程AFE序列
- 超低功率恒电位仪通道:通电时电流消耗为6.5μA,所有其他模块处于休眠模式
- 传感器测量的周期精确控制
- 序列器控制的GPIO
- SPI串行输入/输出
- 唤醒定时器
- 中断控制器
- 2.8 V至3.6 V电源
- 1.82 V输入/输出兼容
- 上电复位
- 休眠模式,低功率DAC和恒电位放大器通电以保持传感器偏置
- 3.6 mm×4.2 mm,56球WLCSP
- 完全适用于−40°C至+85°C的工作温度范围
(图片:引出线)