化学检测

图1所示电路是一个完整的单电源、低噪声LED电流源驱动器，由一个16位数模转换器(DAC)控制。该系统的积分和差分非线性误差为±1 LSB，0.1 Hz至10 Hz噪声小于45 nA p-p，满量程输出电流为20 mA。

大多数轨到轨输入运算放大器都有交越非线性误差，其在16位系统中可能高达4到5个LSB，而这个创新的输出驱动放大器消除了这一误差

该业界领先的解决方案非常适合于脉搏血氧仪应用，其中叠加于LED亮度水平上的1/f噪声会影响整体测量的精度。

采用5 V单电源供电时，三个有源器件的总功耗典型值小于20 mW。

图1. ±1 LSB线性16位LED电流源驱动器(原理示意图，未显示去耦和所有连接)

Many important liquid analyses like pH rely on electrochemistry, a branch of chemistry that characterizes the behavior of reduction-oxidation (redox) reactions by measuring the transfer of electrons from one reactant to another. Electrochemical techniques can be used directly or indirectly to detect several important parameters that affect water quality, including chemical indicators, biological and bacteriological indicators and even some low level contaminants like heavy metals. Many of these indicative measurements are pertinent to determining important quality parameters of the tested analyte.

The circuit shown in Figure 1 is a modular sensing platform that allows the user to design a flexible electrochemical water quality measurement solution. Its high level of integration enables an electrochemical measurement platform applicable to a variety of water quality probes including pH, oxidation reduction potential (ORP), and conductivity cells.

The system allows up to four probes to be connected at one time for different water quality measurements.

Gas detection instruments are used in a wide range of applications ranging from home air quality measurement devices to industrial solutions for detecting toxic gases. Many of these instruments use electrochemical gas sensors. This sensor technology requires specialized front-end circuitry for biasing and measurement.

By utilizing built-in diagnostics features (such as impedance spectroscopy or bias voltage pulsing and ramping) it is possible to inspect sensor health, compensate for accuracy drift due to aging or temperature, and estimate the remaining lifetime of the sensor right at the edge of the sensor network without user intervention. This functionality allows smart, accurate sensor replacement at the individual edge nodes. An integrated, ultra low power microcontroller directly biases the electrochemical gas sensor and runs onboard diagnostic algorithms.

The circuit shown in Figure 1 shows how an electrochemical gas sensor is connected to the potentiostat circuit and how it is biased and measured. Common 2-lead, 3-lead, and 4-lead electrochemical gas sensors can be used interchangeably. The integration of this signal chain dramatically reduces cost, size, complexity, and power consumption at the sensor node.

AD4000/AD4004/AD4008 是高精度、高速、低功耗、易于驱动的 16 位精密逐次逼近寄存器 (SAR) 模数转换器 (ADC)。高吞吐量允许精确捕获高频信号和抽取，在实现更高 SNR 的同时降低抗锯齿滤波器挑战。

易于驱动特性可以降低信号链复杂性和功耗并实现更高的通道密度。减小的输入电流（尤其是在高阻抗模式下）与长时间信号采集相位相结合，消除了对专用高功率、高速 ADC 驱动器的需要，因此使更多的低功耗精密放大器可以直接驱动这些 ADC（请参见图 2）。输入范围压缩功能使 ADC 驱动放大器和 ADC 可以采用公用供电轨工作，而不必使用负电源，同时还保留了完整的 ADC 代码范围。输入过压箝位可保护 ADC 输入不受过压事件的影响，最大限度地降低了
对参考引脚的干扰，而且不再需要使用外部保护二极管。

较低的串行外设接口 (SPI) 时钟频率（对于 AD4000，涡流模式下 2 MSPS 时为 70 MHz）降低了数字输入/输出功耗，扩大了处理器选项，并简化了跨越数字隔离发送数据的任务。

兼容 SPI 的通用串行接口具有七种可编程模式，并具有可选的繁忙指示器。使用 SDI 输入时，七个 ADC 能够以菊花链形式连接在单个 3 线总线上。AD4000/AD4004/AD4008 使用单独的 VIO 电源，与 1.8 V、2.5 V、3 V 和 5 V 逻辑兼容。

应用

• 自动测试设备
• 机器自动化
• 医疗器械
• 电池供电设备
• 精密数据采集系统

ADA4661-2在电源电压为3.0 V、10 V和18 V时保证具有额定性能。该器件是3.3 V、5 V、10 V、12 V和15 V单电源以及±2.5 V、±3.3 V和±5 V双电源应用的理想选择。它采用ADI公司的DigiTrim®调整专利技术，失调电压非常低。此外，ADA4661-2的独特设计架构使器件工作在−V_SY + 1.5 V至+V_SY − 1.5 V共模电压范围时具有出色的电源抑制、共模抑制和失调电压性能。

ADA4661-2的额定温度范围为−40°C至+125°C扩展工业温度范围，提供8引脚MSOP封装和8引脚LFCSP (3 mm × 3 mm)封装。

• 分流监控器
• 有源滤波器
• 便携式医疗设备
• 缓冲/电平转换
• 高阻抗传感器接口
• 电池供电仪器仪表

AD7988-1/AD7988-5是16位、逐次逼近型模数转换器(ADC)，采用单电源VDD供电。AD7988-1提供100 kSPS吞吐量，AD7988-5则提供500 kSPS吞吐量。两者均为采用多功能串行接口端口的低功耗、16位采样ADC。在CNV上升沿，器件对IN+与IN-之间的模拟输入电压差进行采样，范围从0 V至VREF。基准电压(REF)由外部提供，并且可以独立于电源电压(VDD)。

SPI兼容串行接口还能够利用SDI输入，通过一组三线式总线将几个ADC以菊花链形式连结起来。它采用独立电源VIO，兼容1.8 V、2.5 V、3 V和5 V逻辑。

AD7988-1/AD7988-5采用10引脚MSOP封装或10引脚LFCSP (QFN)封装，工作温度范围为-40°C至+125°C。

应用

• 电池供电设备
• 低功耗数据采集系统
• 便携式医疗仪器
• 自动测试设备
• 数据采集
• 通信

AD7768/AD7768-4分别为每通道集成Σ-Δ型调制器和数字滤波器的8通道和4通道、同步采样Σ-Δ型模数转换器(ADC)，支持交流和直流信号的同步采样。

AD7768/AD7768-4在110.8 kHz最大输入带宽下实现108 dB动态范围，具备±2 ppm积分非线性(INL)、±50 μV失调误差和±30 ppm增益误差的典型性能。

AD7768/AD7768-4用户可在输入带宽、输出数据速率和功耗之间进行权衡，并选择三种功耗模式之一以优化噪声目标和功耗。AD7768/AD7768-4的灵活性使其成为适合低功耗直流和高性能交流测量模块的可重复使用平台。

AD7768/AD7768-4有三种工作模式：快速模式（最大256 kSPS、110.8 kHz输入带宽、每通道51.5 mW）、中速模式（最大128 kSPS、55.4 kHz输入带宽、每通道27.5 mW）和低功率模式（最大32 kSPS、13.8 kHz输入带宽、每通道9.375 mW）。

AD7768/AD7768-4提供丰富的数字滤波性能，如宽带、±0.005 dB低通带纹波、集成急剧滚降性能的抗混叠低通滤波器，以及在奈奎斯特频率的105 dB衰减。

频域测量可使用宽带线性相位滤波器。该滤波器在以下范围具有平坦的通带（±0.005 dB纹波）：DC至102.4 kHz (256 kSPS)、DC至51.2 kHz (128 kSPS)或DC至12.8 kHz (32 kSPS)。

AD7768/AD7768-4还提供sinc响应（通过sinc5滤波器）、低带宽的低延迟路径和低噪声测量。可为每个通道选择并运行宽带和sinc5滤波器。

在这些滤波器选项内，用户可通过从抽取速率×32、×64、×128、×256、×512和×1024中进行选择来提高动态范围。改变抽取滤波的能力可对所需输入带宽的噪声性能进行优化。

每个ADC通道的嵌入式模拟功能可简化设计，如模拟输入上的预充电缓冲器可减小模拟输入电流，每通道的预充电基准电压缓冲器可减小基准电压输入端的输入电流和毛刺。

器件采用5 V AVDD1A和AVDD1B电源、2.25 V至5.0 V AVDD2A和AVDD2B电源以及2.5 V至3.3 V或1.8 V IOVDD电源供电（有关1.8 V IOVDD的具体电源供电要求，请参见“1.8 V IOVDD电源”部分）。

该器件需要一个外部基准电压源；绝对输入基准电压范围为1 V至AVDD1 − AVSS。

应用

• 数据采集系统： USB/PXI/以太网
• 仪器仪表和工业控制环路
• 音频测试和测量
• 振动和资产状态监控
• 3相电能质量分析
• 声纳
• 高精度医疗EEG/EMG/ECG

AD7175-2是一款低噪声、快速建立、多路复用、2/4通道（全差分/伪差分）Σ-Δ型模数转换器(ADC)，适合低带宽输入。针对完全建立的数据，该器件最大通道扫描速率为50 kSPS (20 µs)。该器件的输出数据速率范围为5 SPS至250 kSPS。

AD7175-2集成关键的模拟和数字信号调理模块，可让用户针对使用的每个模拟输入通道单独进行配置。用户可为各通道单独选择功能。模拟输入端和外部基准电压输入端的集成真轨到轨缓冲器可提供易于驱动的高阻抗输入。精密2.5 V低漂移(2 ppm/癈)带隙内部基准电压源（带输出基准电压源缓冲器）增加了嵌入式功能，同时减少了外部元件数。

数字滤波器能以27.27 SPS输出数据速率进行同步50 Hz/60 Hz抑制。用户可根据应用中每个通道的需要而在不同滤波器选项之间进行切换。ADC可自动在每个选定的通道间进行切换。更多数字处理功能包括失调和增益校准寄存器，可根据各通道进行配置。

器件采用5 V AVDD1或?2.5 V AVDD1/AVSS和2 V至5 V AVDD2以及IOVDD电源供电。AD7175-2的额定工作温度范围为-40°C至+105°C，提供24引脚TSSOP封装。

应用

• 过程控制：PLC/DCS模块
• 温度和压力测量
• 医疗与科学多通道仪器
• 色谱仪

AD549是一款单芯片静电计运算放大器，具有极低的输入偏置电流。输入失调电压和输入失调电压漂移经过激光校准，精度极高。该器件运用ADI公司独家开发的Topgate™ JFET技术，实现了超低输入电流。借助这种技术，可以制造与标准结隔离式双极性工艺兼容的极低输入电流JFET。自举输入级提供1015 Ω的共模阻抗，可确保输入电流基本与共模电压无关。

AD549适合要求极低输入电流和低输入失调电压的应用。它可以作为出色的前置放大器用于各种电流输出传感器，例如光电二极管、光电倍增管或氧气传感器等，也可以用作精密积分器或低下垂采样保持器。AD549与标准FET和静电计运算放大器引脚兼容，因此只需花费很少的额外成本，就可以让现有系统实现性能升级。

AD549采用TO-99密封封装。外壳与引脚8相连，因而金属外壳可以独立连至与输入引脚电位相同的一点，使得流至外壳的杂散泄漏极小。AD549按性能分为四种等级。J、K、L级的额定温度范围为0°C至+70°C商用温度范围。S级按照MIL-STD-883B Rev. C标准加工，额定温度范围为−55°C至+125°C军用温度范围。另外还有扩展可靠性、增强筛选型产品。增强筛选方法包括168小时老化测试，以及根据MIL-STD-883B Rev. C标准衍生的其它环境和物理测试。

产品聚焦

1. AD549提供额定输入电流，100%经过测试，保证在器件预热后达到额定性能。在整个共模输入电压范围内，保证输入电流达到额定性能。
2. AD549输入失调电压和漂移经过激光调整，分别达到0.50 mV和15 μV/°C (AD549K)以及1 mV和20 μV/°C (AD549J)。
3. 最大静态电源电流为700 μA，可降低对输入电流和失调电压的加热效应。
4. 交流特性包括1 MHz单位增益带宽和3 V/μs压摆率。对于10 V输入步进，0.01%建立时间为5 μs。

应用

ADA2200是一款采样模拟技术同步解调器，用于工业、医疗和通信应用中的信号调理。 ADA2200是一款模拟输入、采样模拟输出器件。 信号处理通过在电容之间进行电荷共享而完全在模拟域中执行；这样可以消除量化噪声和圆整误差。 ADA2200集成一个模拟域、低通抽取滤波器、一个可编程无限脉冲响应(IIR)滤波器和一个混频器。 这些特性组合可以降低ADC采样速率以及下游数字信号处理要求。

解调功能禁用时，ADA2200可充当精密滤波器。 滤波器具有可编程带宽和可调谐中心频率。 滤波器特性在温度、电源和工艺变化范围内具有高度稳定性。

可在输入端和输出端实现单端和差分信号接口，简化与信号链其他元件的连接。 低功耗和轨到轨工作特性非常适合电池供电的低压系统使用。

ADA2200可通过其SPI兼容串行端口编程，也可通过其I²C接口从EEPROM自动引导。 片内时钟生成可以产生具有可编程频率和相位的混合信号。 此外，ADA2200同步输出信号还能简化与其他采样系统的接口，比如数据转换器和多路复用器。

ADA2200采用16引脚TSSOP封装。 该器件的额定温度范围为−40°C至+85°C工业温度范围。 请注意，在整篇数据手册中，多功能引脚（如SCLK/SCL）由整个引脚名称或引脚的单个功能表示；例如SCLK即表示仅与此功能相关。

应用

• 同步解调
• 传感器信号调理
• 锁定放大器
• 鉴相器
• 精密可调谐滤波器
• 信号恢复
• 控制系统

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。

The AADuCM355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。

提供精密1.82 V和2.5 V片内基准电压源。内部ADC和电压DAC电路采用此片内基准电压源，以确保所有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。

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。

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