データ・アクイジション

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

AD4003/AD4007/AD4011 は、高精度、高速、低消費電力、Easy Drive採用の18ビット高精度逐次比較レジスタ（SAR）A/Dコンバータ（ADC）で、単一の電源（VDD）で動作します。リファレンス電圧（V_REF）は外部から供給され、電源電圧とは独立して設定できます。AD4003/AD4007/AD4011の消費電力はスループットに比例して増加します。

Easy Drive機能は、シグナル・チェーンの複雑さと消費電力の両方を緩和し、高いチャンネル密度を実現します。入力電流が低減されているため、特に高インピーダンス・モード時に、長い信号アクイジション・フェーズと相まって、専用のADCドライバが不要となります。Easy Driveは、これらのADCを駆動できる付随回路の範囲を拡大します（データシートの図2を参照）。

入力スパン圧縮により、ADCドライバ・アンプに負電源を提供する必要はなくなりますが、ADCコードの全範囲へのアクセスは維持されます。入力過電圧クランプはADCの入力を過電圧から保護してリファレンス・ピンの擾乱を最小限に抑え、外部保護ダイオードを不要のものとします。

最大2MSPSの高速デバイス・スループットにより、ユーザは、高周波信号を正確に取得でき、また、オーバーサンプリング手法を用いてアンチエイリアス・フィルタの設計に伴う課題を軽減できます。シリアル・ペリフェラル・インターフェース（SPI）のクロック・レート条件が緩和されているため、デジタル入出力の消費電力量を減らし、デジタル・ホストの選択肢を広げ、デジタル絶縁間でデータを送信するタスクを簡略化することができます。SPI対応のシリアル・ユーザ・インターフェースは、別々のVIOロジック電源を使用することによって、1.8V、2.5V、3V、および、5Vのロジックに対応できます。

• 自動試験装置
• マシン・オートメーション
• 医療機器
• バッテリ駆動の装置
• 高精度データ・アクイジション・システム
• 計測器および制御システム

ADR4520/ADR4525/ADR4530/ADR4533/ADR4540/ADR4550のデバイスは、高精度、低消費電力、低ノイズのリファレンス電圧であり、± 0.02%（Cグレード）の最大初期誤差、優れた温度安定性、低出力ノイズを持っています。

このファミリーのリファレンス電圧では、高精度用の新しいコア回路を採用し、業界をリードする温度安定性とノイズ性能を提供しています。 また、このデバイスの出力電圧熱ヒステリシスは小さく、かつ長時間出力電圧ドリフトも小さいため、時間と温度変動に対するシステム精度を向上させることができます。

最大動作電流は950 μAで、かつ最大300 mVのロー・ドロップアウト電圧なので、このデバイスは携帯型装置で使用することができます。

リファレンス電圧のADR4520 /ADR4525/ADR4530/ADR4533/ADR4540/ ADR4550 シリーズは広範囲な出力電圧を持ち、8ピンSOICパッケージを採用し、全デバイスとも仕様は−40 °C～+125 °Cの拡張工業用温度範囲で規定されています。ADR4525、ADR4540、及びADR4550は、0 °C～70 °C（Cグレード）の温度範囲でも利用可能です。ADR4525W（8ピンSOICパッケージを採用）は車載アプリケーション向けに性能評価済みです。

AD5791はシングルの20ビット、出力バッファ無しの電圧出力DACで、最大33Vのバイポーラ電源電圧で動作します。AD5791は、5V～（VDD－2.5V）範囲のプラス側リファレンス入力と、（VSS＋2.5V）～0V範囲のマイナス側リファレンス入力を許容します。AD5791は、±1LSB（max）の相対精度仕様を提供し、動作は±1LSBのDNL（max）仕様を備えており、モノトニシティ（単調増加性）が保証されています。

この製品は、汎用3線シリアルインターフェースを使用しており、このインターフェースは最大35MHzのクロックレートで動作し、標準のSPI^®、QSPI^™、MICROWIRE^™、DSPなどのインターフェース規格と互換性を備えています。このデバイスは、パワーオン・リセット回路を内蔵しており、この回路がパワーアップ時はDAC出力を0Vで既知の出力インピーダンス状態にし、デバイスに対する有効な書込みが行われるまでこの値を維持します。この製品は、出力を規定の負荷状態に設定する、出力クランプ機能を備えています。

1. 精度：1ppm
2. 広い供給電圧範囲：±16.5V（max）
3. 動作温度範囲：－40°C～＋125°C
4. 低い電圧ノイズ・スペクトル密度：7.5nV/√Hz
5. 低い温度ドリフト：0.05ppm/°C

• 医療用計測機器
• テストおよび計測機器
• 工業用制御
• ハイエンド科学 / 宇宙航空用計測機器

この製品は単電源2.7V～5.5Vで動作し、設計によって単調増加性が保証されており、0.1％フルスケール未満のゲイン誤差と1.5mVのオフセット誤差性能を実現します。デバイスは3mm×3mmのLFCSPとTSSOPパッケージを採用しています。

AD5686Rは、パワーオン・リセット回路を内蔵しており、RSTSELピンで、パワーアップ時の、DAC出力をゼロ･スケールまたミッド・スケールにすることができ、デバイスに対する有効な書込みが行われるまでこの値を維持します。この製品はチャンネルごとのパワーダウン機能も備えており、パワーダウン・モード期間ではデバイスの消費電流を、3V動作時に標準で4μAに低減します。

AD5686Rは、汎用性の富んだSPIインターフェース（最大50MHzのクロックレート）を採用しており、V_LOGICピンで1.8V / 3V / 5Vロジックが選べます。

製品のハイライト

• 高い相対精度：AD5686R（16ビット）：±2LSB INL（max）
• 低ドリフトの内蔵リファレンス：2.5V、2ppm/℃の温度ドリフト
• 小型パッケージ・オプション：3mm×3mm、16ピンLFCSPまたは16ピンTSSOPパッケージ

アプリケーション

• オプティカル・トランシーバ
• 基地局用パワー・アンプ
• プロセス制御（PLCのI/Oカード）
• 工業用オートメーション
• データ･アクイジション･システム

ADA4807-1/ADA4807-2は超高精度な低消費電力、低ノイズ、レールtoレールの電圧帰還型オペアンプです。このアンプは業界の高速、レールtoレール・アンプの中で最も低い入力ノイズ（3.1nV/√Hzと0.7pA/√Hz）になるように設計されていますが、その一方で1mA以下の静止電源電流で動作するのでバッテリ駆動、携帯用計測器から部品実装密度が高く低消費電力が要求される高速システムまで広範囲のアプリケーションに適しています。ADA4807は±1.5V～±5V（単電源で＋3V～＋10V）の広い電源範囲で動作し、さらにディスエーブル機能を備えているのでアサートして静止電源電流を2.4μA（typ）まで減らすことができます。 

高ダイナミック・レンジの信号を処理するシステムに対して、出力電圧は各電源レールの50mV以内まで振れるので出力ダイナミック・レンジが最大限になり、入力段はレールtoレールなので電源レールまであるいは電源レールを超えて入力することができます。 

ADA4807は－3dB小信号帯域幅が180MHz、スルーレートが225V/μs、0.1％（4V step）へのセトリング時間が47nsと高速性能であるとともに、入力オフセット電圧が±20μV、温度ドリフトが0.7μV/℃と高精度になっています。電源±5Vで、出力信号2V p-p、100kHzで1kΩを駆動した場合、HD2は－112dBc、HD3は－115dBcです。このアンプは低歪み、高セトリング・タイムなので分解能18ビットまでの高速単電源高精度ADCの駆動に最適です。ADA4807はこれら優れた性能を提供しますが、静止電流は1mA以下しか消費しません。 

ADA4807-1（シングル）は省スペースの6ピンSC70と6ピンSOT-23パッケージを採用しております。ADA4807-2（デュアル）は10ピンLFCSPと8ピンMSOPパッケージを採用しております。ADA4807は－40℃～＋125℃の工業用温度範囲で動作します。 

アプリケーション

• 高速バッテリ駆動システム
• 高実装密度システム
• 高分解能A/Dコンバータ（ADC）ドライバ
• ポータブル・テスト機器
• アクティブ・フィルタ

ADA4610-1/ADA4610-2/ADA4610-4は、低オフセット電圧、低入力バイアス電流、低入力電圧ノイズ、低入力電流ノイズでレールtoレール出力の高精度JFETアンプです。ADA4610-1はシングル、ADA4610-2はデュアル、ADA4610-4はクワッドのオペアンプです。 

低オフセット、低ノイズ、非常に低い入力バイアス電流の組み合わせにより、このアンプは、特に高インピーダンス・センサーの増幅およびシャントを使う高精度電流計測に最適です。DC精度、低ノイズおよび高速セトリング時間の組み合わせにより、ADA4610-1/ADA4610-2/ADA4610-4は医療機器、電子計測機器、自動テスト装置において高精度が得られます。多くの競合アンプと異なり、ADA4610-1/ADA4610-2/ADA4610-4は非常に大きな容量負荷でも高速なセトリング性能を維持します。多くの旧型JFETアンプとは異なり、ADA4610-1/ADA4610-2/ADA4610-4は、入力電圧が最大コモンモード電圧範囲を超えても、出力位相反転は発生しません。 

容量性負荷での高速スルーレートと優れた安定性により、ADA4610-1/ADA4610-2/ADA4610-4は高性能フィルタ用に最適です。低入力バイアス電流、低オフセット、低ノイズにより、フォトダイオード・アンプ回路で広いダイナミック・レンジが得られます。ADA4610-1/ADA4610-2/ADA4610-4は、低ノイズ、低歪み、高出力電流および優れた動作速度を持つため、オーディオ・アプリケーション向けにも最適です。 

ADA4610-1/ADA4610-2/ADA4610-4は、拡張工業温度範囲（-40～+125°C）にわたって仕様規定されています。 

AADA4610-1は8ピンSOICと5ピンSOT-23パッケージを採用しています。ADA4610-2は8ピンSOIC、8ピンMSOP、8ピンLFCSPパッケージを採用しています。ADA4610-4は14ピンSOIC、16ピンLFCSPパッケージを採用しています。 

• 計測機器
• 医療機器
• マルチポール・フィルタ
• 高精度電流計測
• フォトダイオード・アンプ
• 各種センサー
• オーディオ

図1に示す回路は、高速チャンネル間の切替え用に最適化された高性能の工業用信号レベル・マルチチャンネル・データ・アクイジション回路です。この回路は、最大18ビットの分解能で16チャンネルのシングルエンド入力または8チャンネルの差動入力を処理できます。

1つのチャンネルは、18ビットの分解能で最大1.33MSPSのサンプリングを行うことができます。250kHzのスイッチング・レートですべての入力チャンネル間の切替えを行う場合は、16ビットの性能が得られます。

シンプルな4ビットのアップダウン・バイナリ・カウンタと組み合わされたこの信号処理回路は、FPGAやCPLDあるいは高速プロセッサなしでチャンネル間の切替えを実現する、シンプルでコスト効果の高い方法を提供します。カウンタは、複数チャンネルをシーケンシャルにサンプリングするためにカウントアップまたはカウントダウンするようにプログラムしたり、1つのチャンネルをサンプリングするために固定バイナリ・ワードをロードしたりすることができます。

この回路は、プロセス制御や電源ライン監視を含む数多くの工業用アプリケーションのマルチチャンネル・データ・アクイジション・カード用の最適なソリューションです。

図1に示す回路は、柔軟性を備えた4チャンネル低消費電力熱電対測定回路で、総消費電力は8mW未満です。この回路は多重化フロントエンドを内蔵しており、その後段には冷接点補償（0℃～50℃）を行う計装アンプが接続されていて、5mV/℃という高精度のスケール・ファクタで熱電対出力を電圧に変換します。-25℃～+400℃の測定範囲における誤差は2℃未満で、これは主に熱電対の非直線性によるものです。非直線性補正アルゴリズムが、900℃以上の測定範囲における誤差を0.5℃未満に減らします。ノイズ・フリー分解能は0.1℃未満です。

信号は24ビットΣ-Δ ADCによってデジタル化され、SPIシリアル・インターフェースにデジタル値が出力されます。ラピッド・プロトタイピング用のPMODフォーム・ファクタを用いたこの設計は最小限のPCボード面積しか必要とせず、熱電対温度を高精度で測定することが求められるアプリケーションに最適です。

図1に示す回路は外付け部品数が最少の18ビット、リニア、低ノイズ、高精度バイポーラ（±10 V）電圧源です。AD5780は18ビット、バッファ無し電圧出力DACで33 Vまでの両電源で動作します。AD5780の正リファレンスの入力範囲は5 V～VDD－2.5 Vで、負リファレンスの入力範囲はVSS＋2.5 V ～0 Vです。両方のリファレンス入力はチップ内でバッファされているので外付けバッファは必要ありません。AD5780の相対精度仕様は±1LSB maxで、±1LSB maxのDNL仕様でモノトニシティ（単調増加性）動作が保証されています。

高精度オペアンプAD8675は低オフセット電圧（75 μV max）、低ノイズ（2.8 nV/√Hz typ）でAD5780の出力バッファとして最適です。AD5780は2つのマッチングしたフィードフォワード抵抗とフィードバック抵抗を内蔵しておりますが、これらの抵抗をオペアンプAD8675に接続しオフセット電圧10 Vを供給する事により単一外部10 Vリファレンスで±10 Vの出力電圧スイングを可能にしています。

この回路に対するデジタル入力はシリアルで、標準SPI、QSPI、MICROWIRE^®、DSPのインターフェース規格と互換性があります。高精度アプリケーション向けにコンパクトな回路は高精度だけでなく低ノイズにもなります—これは高精度部品AD5780、ADR445とAD8675の組み合わせにより確実になります。

これらの部品を組み合わせる事は業界最先端の18ビット、積分非直線性（INL）±1 LSB、微分非直線性（DNL）±0.75 LSBで単調増加性が保証されるとともに低消費電力、小さいPCB面積とコストパフォーマンスをLFCSパッケージで提供されます。

標準的な工業用途のシングルエンド信号のレベルは、±5V、±10V、0V～+10Vで、最新の高精度16ビットまたは18ビット単電源のSAR型ADCの差動入力範囲と、直接の互換性を備えていません。適切なインターフェース・ドライブ回路には、アッテネータ機能、レベル・シフトの必要があり、それに加えて工業用信号を、ADCの入力要求にマッチするような、正しい振幅で正しいコモンモード電圧を持った、差動信号に変換する必要があります。適切なインターフェース回路は、抵抗ネットワークとデュアル・オペアンプを使って設計することができますが、抵抗器同士およびアンプ間のマッチングに起因する誤差が最終出力での誤差を招いてしまいます。必要な出力位相のマッチングやセトリング時間を達成することは、特に低消費レベルでは、問題となり得ます。

図1に示された回路はAD8475差動アンプを使っており、アッテネータ機能、レベル・シフトを行い、一切の外付け部品を使わずに差動信号への変換を行っています。ACおよびDCでの性能は、18ビット、1MSPSのPulSAR^®シリーズAD7982・ADCや、このファミリの他の16ビットおよび18ビット製品で、最速サンプリング速度4MSPSを持ったADCに、互換となっています。

AD8475は、ゲイン設定用の高精度薄膜ゲイン抵抗を内蔵した、完全差動のアッテネーションアンプです。この製品は、高精度な減衰率（0.4倍または0.8倍）、コモンモード・レベルのシフト及び、入力過電圧保護を備えた、シングルエンド-差動変換、を提供します。消費電力は、単電源5Vでわずか15mWです。18ビット、1MSPSのAD7982はわずか7mWしか消費しませんので、競合製品のADCよりも1/30と低くなっています。この組み合わせでの合計の電力消費は、わずか22mWです。

図1に示す回路は、±1 LSBの積分非直線性、±1 LSBの微分非直線性、低ノイズを実現しながら、−10V~ +10Vの範囲でプログラム可能な20ビット分解能の出力電圧を提供します。

この回路へのデジタル入力はシリアルで、標準SPI、QSPI^™、MICROWIRE^®、DSPの各インターフェース規格と互換性があります。高精度アプリケーションに対応するため、この回路は高精度と低ノイズの両方を実現します。これは、AD5791、AD8675、AD8676の高精度デバイスの組み合わせによって可能になります。

DACのリファレンス入力の入力インピーダンスは、DACのコードに大きく依存し、DACのリファレンス信号が適切にバッファされないと直線性誤差を生じるため、リファレンス・バッファはこの設計において非常に重要です。120dBの高いオープンループ・ゲインを持つAD8676は、この回路のアプリケーションに必要なセトリング・タイム、低オフセット電圧、低インピーダンス駆動能力を実現することが実証テストされています。AD5791は、デュアル・オペアンプAD8676を使ってその電圧リファレンス入力をバッファした状態で特性が評価され、出荷前のキャリブレーションが行われているので、これらのデバイスの組合わせに対する信頼性（性能の再現性）がさらに向上します。

これらのデバイスを組み合わせることにより、業界最先端の20ビット分解能、±1 LSBの積分非直線性(INL)、±1 LSBの微分非直線性（DNL）で単調増加性を保証するとともに、低消費電力、小さいPCB面積、優れたコスト・パフォーマンスを実現します。

図 1 に示す回路は、AD7124-8 低消費電力、低ノイズ、高精度 24 ビット、Σ-Δ A/D コンバータ（ADC）に基づく、柔軟で統合された 4 チャンネルの熱電対測定システムです。

この回路は、最大で 4 つの独立した熱電対チャンネルを処理でき、ソフトウェアの直線化アルゴリズムは、8 タイプの熱電対（B、E、J、K、N、R、S、T）に対応します。4 つの熱電対を自由に組み合わせて接続できます。各熱電対チャンネルの測温抵抗体（RTD）は、冷接点補償の機能を備えています。別の補償は不要です。このシステムを使用する熱電対計測は、多様なタイプの熱電対の全動作範囲に対応できます。

プロトタイプを迅速に作成するため、この回路には Arduino 互換プラットフォーム・ボードへの標準シリアル・ペリフェラル・インターフェース（SPI）接続機能があります。EVAL-CN0391-ARDZ は、USB - UART インターフェースとオープンソース・ファームウェアを搭載しているので、多様な熱電対アプリケーションに簡単に適用できます。

図 1 に示す回路は、費用効率の高い、絶縁されたマルチチャンネルのデータ・アクイジション・システムで、標準的な工業用信号レベルに適合しています。サンプル間のセトリング時間を最適化するように部品を厳選し、最高約 750 kHz のチャンネル・スイッチング・レートで、18 ビット動作が可能です。

この回路は利得が独立した 8 個のチャンネルを処理することができ、シングル・エンドと差動のどちらの入力信号にも互換性があります。

アナログ・フロント・エンドには、マルチプレクサ、可変ゲイン計装アンプ（PGIA）、シングル・エンドから差動へ変換するための高精度A/D コンバータ（ADC）ドライバ、アクティブ・チャンネルで信号をサンプリングするための 18 ビット、2.0 MSPS 高精度PulSAR^® ADC が実装されています。利得設定は、0.4、0.8、1.6、および 3.2 が可能です。

システムの最大サンプリング・レートは、ターボ・モードで 2 MSPS、通常モードで 1.5 MSPSです。チャンネル・スイッチングのロジックは ADC の変換に同期しており、最大のチャンネル・スイッチング・レートは1.5 MHz です。ターボ・モードでは、1 個のチャンネルが、18 ビットの分解能で最大 2 MSPS のサンプリングが可能です。最高 750 kHz のチャンネル・スイッチング・レートでも 18 ビットの分解能を実現します。

The circuit shown in Figure 1 is a cost effective, low power, multichannel data acquisition system that is compatible with standard industrial signal levels. The components are specifically selected to optimize settling time between samples, providing 18-bit performance at channel switching rates up to approximately 750 kHz.

The circuit can process eight gain-independent channels and is compatible with both single-ended and differential input signals.

The analog front end includes a multiplexer, programmable gain instrumentation amplifier (PGIA); precision analog-to-digital converter (ADC) driver for performing the single-ended to differential conversion; and an 18-bit, 1 MSPS PulSAR^® ADC for sampling the signal on the active channel. Gain configurations of 0.4, 0.8, 1.6, and 3.2 are available.

The maximum sample rate of the system is 1 MSPS. The channel switching logic is synchronous to the ADC conversions, and the maximum channel switching rate is 1 MHz. A single channel can be sampled at up to 1 MSPS with 18-bit resolution. Channel switching rates up to 750 kHz also provide 18-bit performance. The system also features low power consumption, consuming only 240 mW at the maximum ADC throughput rate of 1 MSPS.

図 1 に示す回路は、2 チャンネル、バンク絶縁型の広帯域データ・アクイジション（DAQ）システムで、各チャンネルに A/Dコンバータ（ADC）を使用する同時サンプリング・アーキテクチャを採用しています。このシステムは、バンクとデジタル・バックプレーンとの間に絶縁を施し、高いチャンネル密度を実現し、比類のない性能を提供します。さらに、この設計ではADC をデイジーチェーン・モードで構成し、調整済みの遅延クロック機能を持つアイソレータ製品を使用することで、絶縁チャンネルを有効に活用しています。電源部も簡素化され、パルス幅変調（PWM）コントローラとトランス・ドライバを内蔵したアイソレータを使用して、絶縁障壁間での DC/DC 変換を行います。さらに、システムには入力回路保護、プログラマブル・ゲイン・チャンネル、高精度、高性能といった、代表的な DAQシグナル・チェーンが標準で有する多くの特長を備えています。

同時サンプリングによって、マルチプレクス DAQ シグナル・チェーン固有のサンプリング・レートの制限を受けずに、多チャンネルを実現できます。システムのセトリング性能条件がそれほど厳しくないため、アナログ・フロント・エンド（AFE）の設計もマルチプレクス・オプションよりも簡素化されます。シーケンシャルなサンプリングシステムではチャンネル間で遅延があるのに対し、このシステムではサンプリングは各チャンネルで同時に行われます。

デジタル・バンク絶縁型の DAQ 設計により、デジタル・バック・エンド回路が保護され、バンク間のグラウンド・ループおよびコモンモード干渉が低減されます。これらの機能によって、グラウンド・プレーンあたりのマルチプレクス DAQ シグナル・チェーンが可能となり、チャンネルごとに絶縁化するシステムに比べ、デジタルの絶縁デバイスの数を少なくすることができます。

アナログ・デバイセズのADA4945-1CP-EBZ評価用ボードを使用することで、ADA4945-1完全差動アンプの性能を評価できます。ADA4945-1CP-EBZ評価用ボードは、シングルエンドまたは差動の入力信号を受け入れるよう設定できます。

適切なジャンパを適用すれば、ADA4945-1の出力クランプレベルをハイおよびローに設定すること、出力コモンモード電圧を設定すること、ハイ・パワー・モードまたはロー・パワー・モードに設定すること、デジタル・グラウンド・レベルを設定することができます。

回路の柔軟性と性能が最高となるよう、部品の配置と電源バイパスが設定されています。

入出力信号は、50Ωのサイド・ローンチのSMA（サブミニチュア・バージョンA）コネクタを介してボードに印加されます。

ADA4945-1のすべての仕様は、ADA4945-1データシートに記載されています。ADA4945-1CP-EBZ評価用ボードを使用する場合は、このユーザ・ガイドとデータシートを組み合わせて参照してください。