阻抗测量和分析

AD5940是一款高精度、低功耗模拟前端(AFE)，专为需要高精度、电化学测量技术的便携式应用而设计，如电流、伏安或阻抗测量。AD5940设计用于皮肤阻抗和人体阻抗测量，并配合完整生物电或生物电位测量系统中的AD8233 AFE使用。AD5940针对电化学有毒气体检测而设计。

AD5940包括两个高精度激励环路和一个通用测量通道，能够在测试下对传感器进行各种测量。第一个激励环路包括一个超低功耗、双通道输出串、数模转换器(DAC)和一个低功耗、低噪声恒电势器。该DAC的一个输出可控制恒电势器的同相输入，另一个输出控制跨阻放大器(TIA)的同相输入。该低功耗激励环路能够生成DC至200 Hz的信号。

第二个激励环路包括一个12位DAC，称为高速DAC。该DAC能够生成最高200 kHz的高频激励信号。

AD5940测量通道内置集成输入缓冲器的16位、800 kSPS多通道逐次逼近寄存器(SAR)模数转换器(ADC)、内置抗混叠滤波器和可编程增益放大器(PGA)。ADC前面的输入复用器允许用户选择输入通道进行测量。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。利用内部通道，可对内部电源电压、裸片温度和基准电压源进行诊断测量。

电流输入包括两个具有可编程增益的TIA和用于测量不同传感器类型的负载电阻。第一个TIA，称为低功耗TIA，可测量低带宽信号。第二个TIA，称为高速TIA，可测量高达200 kHz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模块。此矩阵提供一个接口，可用于连接外部RTIA和校准电阻。该矩阵还可用于将多个电子测量器件多路复用到相同的可穿戴设备电极。

提供精密1.82 V和2.5 V片内基准电压源。内部ADC和DAC电路采用此片内基准电压源，以确保1.82 V和2.5 V外设均具有低漂移性能。

AD5940测量模块可通过直接寄存器写入串行外设接口(SPI)或通过使用预编程的时序控制器（可自主控制AFE芯片）进行控制。6 kB的静态随机访问存储器(SRAM)划分为深度数据先进先出(FIFO)和命令FIFO。测量命令存储在命令FIFO中且测量结果存储在数据FIFO中。多个FIFO相关中断可用于指示FIFO何时写满。

测量命令存储在命令存储器中，测量结果存储在数据 FIFO 中。许多 FIFO 的相关中断可用于指示 FIFO 状态，即 FIFO 满和 FIFO 溢出。

提供 8 个通用输入/输出（GPIO），可使用 AFE 时序控制器进行控制，从而可对多个外部传感器套件进行周期精确控制。AD5940 采用 2.8 V 至 3.6 V 电源，额定温度范围为 -40°C 至 + 85°C。AD5940 采用 56引脚、3.6 mm × 4.2 mm WLCSP 封装。

应用

• 电化学测量
• 电化学气体传感器
• 恒电势器/电流测量/伏安法/循环伏安法
• 生物阻抗应用
  • 皮肤阻抗
  • 人体阻抗
• 连续血糖监测
• 电池阻抗

AD5941 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、伏安或阻抗测量）的便携式应用而设计。AD5941 专为测量皮肤阻抗和人体阻抗而设计，也可与 AD8233 AFE 一起用于完整的生物电能/生物电位测量系统。

AD5941 由两个高精度激励环路和一个通用测量通道组成，可以对被测传感器进行广泛的测量。第一个激励环路包括一个超低功耗、双输出串 DAC 和一个低功耗、低噪声恒电位放大器。DAC 的一个输出控制恒电位放大器的非反相输入，另一个输出控制 TIA 的非反相输入。这种低功耗激励环路能够产生从直流至 200 Hz 的信号。

第二个激励环路包括一个 12 位 DAC（通常称为高速 DAC），能够生成高达 200 kHz 的高频激励信号。

AD5941 测量通道具有 16 位、800 kSPS 多通道逐次逼近寄存器 (SAR) ADC，带有输入缓冲器、内置抗混叠滤波器和可编程增益放大器 (PGA)。它的输入电压范围为 ±1.35 V。 ADC 之前的输入多路复用器允许用户选择输入通道进行测量。这些输入通道包括多个外部电流输入、多个外部电压输入和内部通道。内部通道用于内部电源电压、裸片温度和基准电压的诊断测量。

电流输入包括两个具有可编程增益和负载电阻的互阻放大器 (TIA)，用于测量不同类型的传感器。第一个 TIA 称为 LPTIA，用于测量低带宽信号。第二个 TIA 称为高速 TIA，用于测量高达 200 kHz 的高带宽信号。

超低漏电流可编程开关矩阵用于将传感器连接到内部模拟激励和测量模块。它提供用于连接外部 TIA 增益电阻和校准电阻的接口。它还可用于将多个电子测量套件多路复用到同一可穿戴电极。

提供精密的 1.8 V 和 2.5 V 片内基准电压源。内部 ADC 和 DAC 电路使用该片内基准电压源，来确保这些外设的低漂移性能。

AD5941 测量模块可以通过 SPI 接口直接寄存器写入来进行控制，也可以通过使用可预编程时序控制器进行控制，该时序控制器可以自动控制 AFE 芯片。6 KB 的 SRAM 被分区为深入数据 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。提供许多 FIFO 相关中断，用于指示 FIFO 已满等状态。

提供许多 GPIO，可以使用 AFE 时序控制器对其进行控制。这样可以通过时序控制器对多个外部传感器套件进行周期精确控制。

AD5941 采用 2.7 V 至 3.6 V 电源供电，额定温度范围为 −40°C 至 +85°C。AD5941 采用 48 引脚 7 × 7 mm LFCSP 封装。

应用

• 电化学测量
• 电化学气体传感器
• 恒电势器/电流测量/伏安法/循环伏安法
• 生物阻抗应用
  • 皮肤阻抗
  • 人体阻抗
• 连续血糖监测
• 电池阻抗

ADuCM355是一款片内系统，可控制和测量电化学传感器和生物传感器。ADuCM355是一款基于Arm^® Cortex^™-M3处理器的超低功耗混合信号微控制器。该器件具有电流、电压和阻抗测量功能。

ADuCM355内置集成输入缓冲器的16位、400 kSPS多通道逐次逼近寄存器(SAR)模数转换器(ADC)、抗混叠滤波器(AAF)和可编程增益放大器(PGA)。电流输入包括三个具有可编程增益的跨导放大器(TIA)和用于测量不同传感器类型的负载电阻。模拟前端(AFE)还包含两个专门针对恒电势器能力而设计的低功耗放大器，使外部电化学传感器保持恒定的偏置电压。这两个放大器的同相输入由片内双通道输出数模转换器(DAC)进行控制。模拟输出包括高速DAC和用于产生交流信号的输出放大器。

ADC的转换速率最高可达400 kSPS，且具有−0.9 V至+0.9 V输入范围。ADC前面的输入复用器允许用户选择输入通道进行测量。这些输入通道包括三个外部电流输入、多个外部电压输入和内部通道。利用内部通道，可对内部电源电压、裸片温度和基准电压源进行诊断测量。

三个电压DAC中有两个是双通道输出、12位电阻串DAC。每个DAC的一个输出可控制恒电势器放大器的同相输入，另一个控制TIA的同相输入。

第三个DAC（有时被称为高速DAC）针对用于阻抗测量的高功率TIA而设计。此DAC的输出频率范围高达200 kHz。

提供1.82 V和2.5 V片内精密基准电压源。内部ADC和电压DAC电路采用此片内基准电压源，以确保外设均具有低漂移性能。

ADuCM355集成了一个26 MHz Arm Cortex-M3处理器，它是一款32位简化指令集计算机(RISC)。Arm Cortex-M3处理器还具有灵活的多通道直接存储器存储控制器(DMA)，支持两个独立的串行外设接口(SPI)端口、通用异步接收器/发射器(UART)和I²C通信外设。ADuCM355片内还集成128 kB非易失性闪存/EE存储器和64 kB单一随机存取存储器(SRAM)。

数字处理器子系统从26 MHz片内振荡器接收时钟信号。该振荡器是主数字芯片系统时钟源。或者，26 MHz锁相环(PLL)可以用作数字系统时钟。此时钟在内部进行细分，以便处理器在较低频率下工作并省电。该器件还内置一个低功耗、32 kHz振荡器，可给定时器提供时钟。ADuCM355包括3个通用定时器、1个唤醒定时器（可用作通用定时器）和1个系统看门狗定时器。

模拟子系统内置单独的16 MHz振荡器，用于为模拟芯片上的ADC、DAC和其他数字逻辑元件提供时钟源。该模拟芯片还包含单独的32 kHz、低功耗振荡器，用于为模拟芯片上的看门狗定时器提供时钟源。32 kHz振荡器和此看门狗均独立于数字芯片振荡器和系统看门狗定时器。

可根据具体应用要求配置多个通信外设。这些外设包括UART、I²C、两个SPI端口和通用输入/输出(GPIO)端口。这些GPIO与通用定时器相结合，可组合生成脉冲宽度调制(PWM)类输出。

支持通过串行线调试端口(SW-DP)接口进行非介入仿真和编程下载。

ADuCM355采用2.8 V至3.6 V电源供电，额定温度范围为-40°C至+85°C。该芯片提供72引脚、6 mm × 5 mm基板栅格阵列(LGA)封装。

请注意，在整篇数据手册中，多功能引脚（如P0.0/SPI0_CLK）由整个引脚名称或引脚的单个功能表示；例如P0.0即表示仅与此功能相关。

应用

• 气体探测
• 食品质量
• 环境检测（空气、水和土壤）
• 血糖仪
• 生命科学和生物感测分析
• 生物阻抗测量
• 通用安培检测法、伏安法和阻抗频谱分析功能

AD4003/AD4007/AD4011均为高精度、高速、低功耗、18位、轻松驱动、精密逐次逼近寄存器(SAR)模数转换器(ADC)，采用单电源(VDD)供电。基准电压VREF由外部提供，并且可以独立于电源电压。AD4003/AD4007/AD4011功耗和吞吐速率呈线性变化关系。

轻松驱动特性可降低信号链的复杂性和功耗，同时支持较高的通道密度。低输入电流，尤其是高阻态模式与长信号采集阶段的结合，无需使用专用的ADC驱动器。轻松驱动特性扩展了能够驱动这些ADC的配套电路的范围（见数据手册中的图2）。

输入范围压缩无需向ADC驱动器放大器提供负电源，同时保留完整的ADC代码范围。输入过压箝位可保护ADC输入免受过压事件影响，尽可能减少了对参考引脚的干扰且无需外部保护二极管。

通过高达2 MSPS的快速器件吞吐量，用户可以精确捕获高频信号并实现过采样技术，以克服与抗混叠滤波器设计相关的挑战。低串行外设接口(SPI)时钟速率要求降低了数字输入和输出功耗，拓宽了数字主机选项并简化了横跨数字隔离发送数据的工作过程。通过使用独立的VIO逻辑电源，SPI兼容串行用户接口可与1.8V、2.5V、3V和5V逻辑兼容。

应用

• 自动化测试设备
• 机器自动化
• 医疗设备
• 电池供电设备
• 精密数据采集系统
• 仪器仪表和控制系统

LTC^®2387-18 是一款非常适合众多应用的低噪声、高速、18 位、15Msps 逐次逼近型寄存器 (SAR) ADC。LTC2387-18 兼具卓越的线性和动态范围，因而成为了高速成像和仪表应用的理想选择。无延迟操作提供了一种面向高速控制环路应用的独特解决方案。高输入频率下的非常低失真可实现需要宽动态范围和大信号带宽的通信应用。

为了在尽量减少数据线数目的同时支持高速运作，LTC2387-18 具有一个串行 LVDS 数字接口。该 LVDS 接口拥有单线道和双线道输出模式，从而允许用户针对每种应用来优化接口数据速率。

• 高速数据采集
• 成像
• 通信
• 控制环路
• 仪表
• ATE (自动测试设备)

内置上电复位电路可确保DAC寄存器在上电时写入零电平，而内部输出缓冲器在正常模式中进行配置。 AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683具有关断模式。在关断模式下，器件在5 V时的功耗通常降至2 nA（最大值），并提供软件可选的输出负载。

AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683采用一个多功能三线式串行接口，该接口以最高50 MHz的时钟速率工作。 有些器件还包括异步 RESET 引脚和 V_LOGIC 引脚选项，与1.8 V兼容。

产品特色

1. 高相对精度(INL)。
   AD5683R/AD5683（16位）： ±2 LSB（最大值）。
2. 低漂移2.5 V片内基准电压源。
   典型温度系数为2 ppm/°C。
   最大温度系数为5 ppm/°C。
3. 两种封装选择。
2.00 mm × 2.00 mm、8引脚LFCSP。
10引脚MSOP封装。

• 过程控制
• 数据采集系统
• 数字增益和失调电压调整
• 可编程电压源

AD9834提供相位调制和频率调制功能。频率寄存器为28位；时钟速率为75 MHz，可以实现0.28 Hz的分辨率。同样，时钟速率为1 MHz时，AD9834可以实现0.004 Hz的分辨率。影响频率和相位调制的方法是通过串行接口加载寄存器，然后通过软件或FSELECT/PSELECT引脚切换寄存器。

AD9834通过一个三线式串行接口写入数据。该串行接口能够以最高40 MHz的时钟速率工作，并且与DSP和微控制器标准兼容。

该器件采用2.3 V至5.5 V电源供电。模拟和数字部分彼此独立，可以采用不同的电源供电；例如，AVDD可以是5 V，而DVDD可以是3 V。

AD9834具有掉电引脚(SLEEP)，支持从外部控制掉电模式。器件中不用的部分可以掉电，以将功耗降至低点。例如，在产生时钟输出时，可以关断DAC。

该器件采用20引脚TSSOP封装。

应用

• 频率刺激/波形产生
• 频率相位调谐和调制
• 低功耗RF/通信系统
• 液体和气流测量
• 传感器应用：接近度、运动和缺陷检测
• 测试与医疗设备

ADA4870非常适合驱动高压功率场效应晶体管、压电传感器、PIN二极管、CCD面板，以及各种需要高速的高电源电压和高电流输出的其它要求严苛的应用。

ADA4870采用Power SOIC封装(PSOP_3)，提供高导热性裸露散热块，可实现有效散热，从而提高严苛应用中的性能和可靠性。 ADA4870的工作温度范围为-40 ℃至+85 ℃工业温度范围。

应用

• 包络跟踪
• 功率场效应晶体管驱动器
• 超声
• 压电驱动器
• PIN二极管驱动器
• 波形产生
• 自动测试设备(ATE)
• CCD面板驱动器
• 复合放大器

ADA4817-1（单通道）和ADA4817-2（双通道）FastFET™放大器是具有FET输入的单位增益稳定、超高速电压反馈型放大器。这些放大器采用ADI公司的专有超快速互补双极性(XFCB)工艺进行开发，这一工艺可使放大器实现超低的噪声（4 nV/√Hz；2.5 fA/√Hz）和极高的输入阻抗。

1.3 pF输入电容、低噪声(4 nV/√Hz)、低失调电压（最大值2 mV）以及1050 MHz −3 dB带宽，使ADA4817-1/ADA4817-2非常适合数据采集前端以及宽带跨导应用，如光电二极管前置放大器等。

ADA4817-1/ADA4817-2具有5 V至10 V的宽电源电压范围，可采用单电源或双电源供电，适合包括有源滤波和ADC驱动在内的多种应用。

ADA4817-1采用3 mm × 3 mm 8引脚LFCSP和8引脚SOIC封装，ADA4817-2采用4 mm × 4 mm 16引脚LFCSP封装。这些封装都采用低失真引脚排列，可以改善二次谐波失真，并简化电路板布局。此外，这些封装都具有裸露焊盘，提供到达印刷电路板(PCB)的低热阻路径，可实现更有效的热传输，并提高可靠性。这两款产品均可在−40°C至+105°C的扩展工业温度范围内工作。

应用

LTM^®8049 是一款双路 SEPIC / 负输出 μModule^®(电源模块) DC/DC 转换器。可通过简单地把适当的输出电压轨接地而容易地将两个输出各自配置为 SEPIC 或负输出转换器。LTM8049 内置了功率器件、电感器、控制电路和无源组件。仅需采用输入和输出电容器、和小电阻器以设定输出电压和开关频率便可实现完整的设计。可以采用其他的组件来控制软起动和欠压闭锁。

LTM8049 采用耐热性能增强的紧凑型 (15mm x 9mm) 模压树脂球栅阵列 (BGA) 封装，适合采用标准的表面贴装设备来进行自动化装配。LTM8049 采用 SnPb (BGA) 或符合 RoHS 标准的端子涂层。

• 电池供电型稳压器
• 局部负电压稳压器
• 低噪声放大器电源

AD5933是一款高精度的阻抗转换器系统解决方案，片上集成频率发生器与12位、1 MSPS的模数转换器(ADC)。用频率发生器产生的信号来激励外部复阻抗，外部阻抗的响应信号由片上ADC进行采样，然后由片上DSP进行离散傅里叶变换(DFT)处理。DFT算法在每个频率上返回一个实部(R)数据字和一个虚部(I)数据字。

校准之后，很容易算出各扫描频率点的阻抗幅度和相对相位。计算是利用实部和虚部寄存器内容在片外完成，寄存器内容可以从串行I₂C接口读取。

ADI公司还提供一款类似器件AD5934，它是一款2.7 V至5.5 V、250 kSPS、12位阻抗转换器，内置温度传感器，并采用16引脚SSOP封装。

应用

• 电化学分析
• 生物电阻抗分析
• 阻抗频谱分析
• 复阻抗测量
• 腐蚀监控和保护设备
• 生物医学和汽车传感器
• 近程传感
• 无损检测
• 材料性质分析
• 燃料/电池状态监控

ADuCM350是一款可配置的阻抗转换器和恒电位仪，具有电流和电压测量功能，适合电化学传感器和生物传感器。它是一款完整的、纽扣电池供电、高精密MCU集成解决方案，适合便携式设备应用，例如护理点诊断和用于监护生命体征的穿戴式设备。

ADuCM350模拟前端(AFE)具有16位、精密、160 kSPS模数转换器(ADC)；0.17%精密基准电压源；12位、无失码数模转换器(DAC)；以及可重新配置的超低泄漏开关矩阵。 该产品具有4个电压测量通道、多达8个电流测量通道，以及一个阻抗测量DFT引擎 ADuCM350还内置一个基于ARM Cortex-M3的处理器、存储器和所有I/O连接，因而可支持带显示器、USB通信和有源传感器的便携式计量仪。 ADuCM350采用120引脚8 mm × 8 mm CSP_BGA封装，额定工作温度范围为-40℃至+85℃。

为支持极低的动态和休眠电源管理，ADuCM350提供一系列电源模式和功能，例如动态和软件控制时钟门控与电源门控。 AFE通过高级微控制器总线结构(AMBA)矩阵上的高级高性能总线(AHPB)从机接口以及直接存储器访问(DMA)和中断连接与ARM Cortex-M3连接。

应用

• 护理点诊断
• 用于监护生命体征的穿戴式设备
• 电流、电压、阻抗测量

AD9958由两个直接数字频率合成器（DDS）内核构成，每个通道均可提供独立的频率、相位和幅度控制。这种灵活性可用于校正信号之间由滤波、放大等模拟处理或PCB布局失配而引起的不平衡问题。由于两个通道共享一个公共系统时钟，因此它们具有固有的同步性，支持多个设备的同步。

AD9958可以执行高达16阶的频率、相位或幅度调制（FSK、PSK、ASK）。通过将数据施加到模式引脚，可执行调制。此外，AD9958还支持线性频率、幅度或相位扫描，适合雷达、仪器仪表等应用。

AD9958的串行I/O端口可支持多种配置，提供了极大的灵活性。与ADI公司以往DDS产品中提供的SPI工作模式类似，串行I/O端口提供SPI兼容工作模式，。四个数据引脚（SDIO_0/ SDIO_1/SDIO_2/SDIO_3）对应串行I/O的四种可编程模式，从而提供了灵活性。

AD9958采用高级DDS技术，可在低功耗下提供高性能。这款器件集成了两个具有卓越宽带和窄带SFDR性能的高速10 bit DAC。每个通道均具有专用的32 bit频率调谐字、14 bit相位偏移和10 bit输出比例乘法器。

DAC输出以电源电压为参考源，必须经由电阻或AVDD中心抽头变压器连接到AVDD。每个DAC均具有各自的可编程基准源，用于实现每个通道不同的满量程电流。

当使用REFCLK作为输入，并由DAC提供输出时，这款DDS可用作高分辨率分频器。两个通道共用REFCLK输入源，REFCLK输入源可被直接驱动，或与高达最大值500 MSPS的内置REFCLK乘法器（PLL）配合使用。PLL倍增因数的可编程范围为4～20，步进为整数。REFCLK输入还具有振荡电路，可将外部晶振用作REFCLK源，晶振的频率必须在20 MHz与30 MHz之间，晶振可与REFCLK乘法器配合使用。

AD9958采用节省空间的56引脚LFCSP封装。DDS内核（AVDD和DVDD引脚）采用1.8 V电源供电。数字I/O接口（SPI）在3.3 V电压下工作，并需要将DVDD_I/O引脚（引脚49）连接至3.3 V电压。

AD9958可在-40°C～+85°C的工业温度范围内工作。

应用

• 捷变本振（LO）频率合成
• 相控阵雷达/声纳
• 仪器仪表
• 同步时钟
• 用于AOTF（声光可调滤波器）的RF源
• 单边带抑制载波
• 正交通信

AD8302是一款完全集成式系统，用于测量多种接收、发射和仪器仪表应用中的增益/损耗和相位。它只需极少的外部元件，采用2.7 V至5.5 V单电源供电。在50 Ω系统中，交流耦合输入信号范围为–60 dBm至0 dBm，低频高达2.7 GHz。这些输出在±30 dB的范围内提供精确的增益或损耗测量，调整比例为30 mV/dB，相位范围为0°–180°，调整比例为10 mV/度。两个子系统都具有30 MHz的输出带宽，可通过增加外部滤波器电容来降低该带宽。AD8302可在控制器模式下使用，驱动信号链的增益和相位达到预定设定点。

AD8302包括一对紧密匹配的解调对数放大器，每个放大器具有60 dB测量范围。通过提取其输出之差，可测量两个输入信号之间的幅值比或增益。这些信号甚至处于不同的频率下，以便测量转换增益或损耗。通过在一个输入上施加未知信号并在另一个输入上施加校准的交流基准信号，AD8302可用于确定绝对信号电平。通过禁用输出级反馈连接，可使用设定点引脚MSET和PSET实现比较器，从而设置阈值。

信号输入采用单端模式，可将其直接匹配并连接到定向耦合器。在低频下，其输入阻抗为3 kΩ（标称值）。

AD8302包括一个乘法器类型的鉴相器，但精确相位平衡由出现在两个对数放大器输出上的完全受限信号驱动。因此，相位精度测量在宽范围内与信号电平无关。

在0 V至1.8 V的标准输出范围内，可负载接地参考输出上同时提供相位和增益输出电压。输出驱动器的源电流或吸电流最高可达8 mA。用户可通过稳定的1.8 V可负载参考电压对输出范围进行精确的重新定位。

在控制器应用中，增益输出引脚VMAG和设定点控制引脚MSET之间的连接中断。所需的设定点出现在MSET上，而VMAG控制信号可驱动合适的外部可变增益器件。同样，相位输出引脚VPHS及其设定点控制引脚PSET之间的反馈路径可能中断，以便作为相位控制器工作。

AD8302采用ADI公司专有的高性能25 GHz SOI互补双极性IC工艺制造。提供14引脚TSSOP封装，工作温度范围为-40°C至+85°C。同时提供评估板。