状態基準保全

AD7768-1 は、低消費電力、高性能な Σ-Δ A/D コンバータ（ADC）で、AC 信号と DC 信号の両方を正確に変換するための Σ-Δ 変調器とデジタル・フィルタを実装しています。AD7768-1 は、AD7768（ 8 チャンネル、同時サンプリング、Σ-Δ ADC）のシングル・チャンネル・バージョンです。AD7768-1 は、単一の設定可能で再利用可能なデータ・アクイジション（DAQ）フットプリントを提供します。これによって、統合された AC/DC 性能における新たな業界標準を打ち立て、計測器と産業システムの設計者は絶縁型と非絶縁型の両方のアプリケーションのさまざま計測タイプを対象に設計することができます。

AD7768-1 は、256 kSPS での低リップル有限有限インパルス応答（FIR）デジタル・フィルタの使用時に、108.5 dB のダイナミック・レンジに達し、±1.1 ppm 積分非直線性（INL）、±30µ V オフセット誤差、および ±30 ppm ゲイン誤差を備えた110.8 kHz 入力帯域幅（BW）を提供します。

sinc5 フィルタを使用すると最大 500 kHz ナイキスト（204 kHz の −3 dB ポイントをフィルタ）のより広い帯域幅が使用可能で、広い範囲を一目で把握できます。

AD7768-1 では、出力データ・レート（ODR）および消費電力に対して、入力帯域幅を柔軟に設定し、最適化できます。AD7768-1 の柔軟性によって常に変化する入力信号のダイナミック分析が可能となるため、デバイスは汎用の DAQ システムで特に役立ちます。3 つの使用可能な電源モードのいずれかを選択することで、設計者は、消費電力を最小限に抑えながら、必要なノイズ目標値を達成することができます。AD7768-1 の設計は、低消費電力 DC モジュールと高性能な AC 測定モジュールの再利用可能で柔軟なプットフォームになる点でユニークです。

AD7768-1 は、優れた電力効率で、DC 性能と AC 性能の最適なバランスを実現します。次の 3 つの動作モードによって、入力帯域幅と消費電力バジェットのどちらを優先するか決定できます。

• 高速モードは、最大 256 kSPS で、帯域幅が 52.2 kHz、消費電力が 26.4 mW の sinc フィルタ、または最大 256 kSPS で、帯域幅が 110.8 kHz、消費電力が 36.8 mW の FIR フィルタの両方を提供します。
• 中間モードは、最大 128 kSPS で、帯域幅が 55.4 kHz、消費電力が 19.7 mW の FIR フィルタを提供します。
• 低消費電力モードは、最大 32 kSPS で、帯域幅が 13.85 kHz、消費電力が 6.75 mW の FIR フィルタを提供します。

AD7768-1 は、広範なシステム条件を満たす幅広いデジタル・フィルタ処理機能を備えています。フィルタ・オプションによって、周波数のタイトなゲイン誤差での周波数領域測定、線形位相応答条件（ブリック・ウォール・フィルタ）、制御ループ・アプリケーションで使用するための低遅延経路（sinc5 または sinc3）、50 Hz または 60 Hz のいずれかのライン周波数を除去するための sinc3 フィルタを設定する機能をもつ DC 入力の測定などの構成が可能になります。すべてのフィルタが、プログラマブルなデシメーションを提供します。

1.024 MHz sinc5 フィルタ経路は、低リップル FIR フィルタを使用して達成可能な ODR より高い ODR を求めるユーザーに対して用意されています。この経路は、量子化ノイズが制限されています。そのため、制御ループでの遅延を最小限にする必要がある顧客や、外部フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（FPGA）またはデジタル・シグナル・プロセッサ（DSP）にカスタム・デジタル・フィルタ処理を実装している顧客にとって最適です。

フィルタ・オプションは次のとおりです。

• 低リップル FIR フィルタ、通過帯域リップルは ±0.005 dB 〜 102.4 kHz。
• 低遅延 sinc5 フィルタ、制御ループの応答性を最大化するための最大 1.024 MHz のデータ・レート
• 低遅延 sinc3 フィルタ、フル・プログラマブル、50Hz/60Hz 除去機能

AD7768-1 を使用すると、AD7768-1 内の埋め込みアナログ機能によって、アプリケーション範囲全体の設計負荷が大幅に削減されます。各アナログ入力のプリチャージ・バッファによって、競合する製品に比べ、入力アナログ電流が低減されるため、アナログ入力を駆動するための外付けアンプのタスクが簡素化されます。

リファレンスでのフル・バッファ入力により入力電流が削減されるため、外部リファレンス・デバイス、またはレシオメトリック計測で使用される任意のリファレンス検出抵抗シナリオでのバッファリングで、高インピーダンス入力を提供します。

このデバイスは、5.0 V の AVDD1 − AVSS 電源、2.0 V 〜 5.0 V の AVDD2 − AVSS 電源、および 1.8 V 〜 3.3 V の IOVDD − DGND 電源で動作します。

低消費電源モードでは、AVDD1、AVDD2、および IOVDD 電源は、3.3 V の単電源から駆動できます。

デバイスには、外部リファレンスが必要です。絶対入力リファレンス（REF_IN）電圧範囲は、1 V 〜 AVDD1 − AVSSです。

仕様規定された温度範囲は、−40°C 〜 +125°C です。デバイスには 4 mm × 5 mm、28 ピン LFCSP が採用されています。

このデータシートでは、XTAL2/MCLK などの複数機能を持つピンは、全機能を表すピン名で表記するか、あるいは特定の機能のみが該当するところでは MCLK のようにピンの 1 つの機能で表記しています。

アプリケーション

• 計測およびセンサー・タイプの上位セットに対応するためのプラットフォーム ADC
  • サウンドと振動、音響、および素材科学の研究開発
• ループ検証における制御とハードウェア
• 予防メンテナンスのための状態監視
• 電子テストおよび計測
• オーディオ・テストおよび電圧と電流の測定
• 臨床的な脳波図（EEG）、筋電図（EMG）、および心電図（ECG）などのバイタル・サイン・モニタリング
• USB、PXI、およびイーサネットベースのモジュラ DAQ
• チャンネル間絶縁モジュラ DAQ 設計

高性能の振動検知機能（MEMS加速度センサーを使用）と多様な信号処理機能を兼ね備える ADcmXL3021 は、完全な振動検知システムです。状態基準保全システムにおけるスマート・センサー・ノードの開発をシンプルにします。MEMS 加速度センサーの超低ノイズ密度（25 µg/√Hz）により、優れた分解能をサポートします。広い帯域幅（平坦性 5% で DC ～ 10 kHz）により、多くのマシン・プラットフォームで主な振動の特徴を追跡できます。

信号処理には高速データ・サンプリング（220 kSPS）、4096 のサンプル・レコード長、フィルタ処理、ウィンドウ処理、高速フーリエ変換（FFT）、ユーザー設定が可能なスペクトル・アラーム、エラー・フラグが含まれます。シリアル・ペリフェラル・インターフェース（SPI）により、ユーザー設定が可能な幅広い機能や振動データが含まれるレジスタ構造へのアクセスが可能になります。

ADcmXL3021 は、23.7 mm × 26.7 mm × 12 mm のアルミニウム・パッケージに 4 個の取り付けフランジが付いており、標準的な機械ネジで設置する仕様になっています。このパッケージは、（10 kHz を超える）広い周波数範囲にわたってコア・センサーへの機械式結合を提供します。電気的インターフェースは、34.2 mm フレキシブル・ケーブル上の 14 ピン・コネクタを介すため、システムを接続するコネクタでさまざまな位置や方向のオプションが使用できます。

ADcmXL3021 に必要なのは 3.3 V の単電源のみで、−40°C ～ +105°C の動作温度範囲をサポートします。

アプリケーション

• 振動分析
• 状態基準保全システム
• マシンの状態
• 計測器および診断機能
• 安全遮断の検出

ADXL1001/ADXL1002は2種類のフルスケール・レンジ・オプションを提供し、幅広い周波数範囲にわたり超低ノイズ密度を実現し、産業用状態監視製品に適しています。ADXL1001 (±100 g) と ADXL1002 (±50 g)の代表的なノイズ密度はそれぞれ30 μg/√Hz と 25 μg/√Hzです。 2つの加速度センサー・デバイスの感度は安定しており、再現性があり、10,000 gまでの外部ショックに耐えられます。

ADXL1001/ADXL1002 は完全な静電気セルフテスト(ST) やオーバーレンジ(OR)インジケータを備えており、組み込みアプリケーションに役立つ高度なシステム・レベルの機能を可能にします。ADXL1001/ADXL1002は、又低消費電力で3.3 V ～ 5.25 Vの単電源で動作するので、ワイヤレス・センシング製品の設計を可能にします。これらの製品は5 mm×5 mm× 1.80 mm、LFCSPパッケージを採用し、-40～+125°Cの温度範囲にわたって動作が規定されています。

アプリケーション

• 状態監視
• 予知保全
• 資産の健全性
• テストおよび計測機器
• HUMS（Health usage monitoring system）

The Wireless Vibration Monitoring Platform is a system evaluation solution for a wireless signal chain for MEMS-accelerometer based vibration monitoring. The system solution combines mechanical attach, hardware, firmware, and PC software to enable rapid deployment and evaluation of a single-axis vibration monitoring solution. The module can be directly attached to a motor or fixture, either magnetically or via a stud. It can also be combined with other modules on the same wireless mesh network to provide a broader picture with multiple sensor nodes, as part of a Condition Based Monitoring (CbM) system.

Solution Overview

The CbM hardware signal chain consists of a single-axis ADXL1002 accelerometer mounted to the base of the module. The output of the ADXL1002 is read into the ADuCM4050 low power microcontroller where it is buffered, transformed to frequency domain and streamed to the SmartMESH IP mote. From the SmartMESH chip it is wirelessly streamed to the SmartMESH IP Manager. The manager connects to a PC and visualization and saving of the data can take place. Data is displayed as raw time-domain data, and FFT data. Additional summary statistics information on the time-aggregated data are available. The full Python code of the PC-side GUI, as well as the C firmware deployed to the module is made available to enable customer adaptation.