製品概要

機能と利点

アナログ入力
  • 800kSPSの16ビットADC
  • 電圧、電流、インピーダンスの測定が可能
    • 内部/外部の電流チャンネルおよび電圧チャンネル
    • 超低リークのスイッチ・マトリックスおよび入力マルチプレクサ
  • 入力バッファおよびプログラマブル・ゲイン・アンプ
電圧 DAC
  • 0.2 V ~ 2.4 V(センサーに対して ±2.2 V の電位)の出力範囲を持つデュアル出力電圧 DAC
定電位アンプのバイアス用の 12 ビット VBIAS0 出力
  • TIA のバイアス用の 6 ビット VZERO0 出力
  • 超低消費電力: 1 μA
  • 高速 12 ビット ADC: 1 個
    • センサーの出力範囲:±607 mV
    • プログラマブル・ゲイン・アンプの出力時のゲイン設定:2および0.05
アンプ、アクセラレータ、およびリファレンス
  • 電気化学センシングにおける定電位バイアスに適した低消費電力および低ノイズの定電位アンプ: 1 個
  • センサー電流出力の測定に適した低消費電力および低ノイズの TIA: 1 個
    • 50pA~3mAの範囲
    • センサー出力用のプログラマブルな負荷およびゲイン抵抗
  • アナログ・ハードウェア・アクセラレータ
    • デジタル波形発生器
    • 受信フィルタ
    • 複素インピーダンス測定(DFT)エンジン
  • 0.015Hz~200kHzの広帯域幅の入力信号を処理する高速TIA:1個
  • 正弦波および台形の波形を生成するデジタル波形発生器
  • 2.5 V および 1.82 V の内部リファレンス電圧源
システム・レベルの節電
  • デューティ・サイクルのアナログ・ブロックの迅速なパワーアップおよびパワーダウン
  • ホスト・コントローラにかかるワークロードを最小化するプログラマブル AFE シーケンサ
  • AFE シーケンスを事前にプログラムするための 6 kB SRAM
  • 超低消費電力定電位チャンネルの消費電流:6.5 μA(電源投入され他の全ブロックが休止モードの場合)
スマート・センサーの同期およびデータ収集
  • センサー計測のサイクル精度の制御
  • シーケンサ制御の GPIO
オンチップ周辺機器
  • SPI シリアル入出力
  • ウェークアップ・タイマー
  • 割込みコントローラ
電源
  • 2.8 V ~ 3.6 V の電源
  • 1.82 V 入出力準拠
  • POR
  • LPDAC および定電位をパワーアップしてセンサー・バイアスを維持した休止モード
パッケージと温度範囲
  • 3.6 mm × 4.2 mm、56 ボール WLCSP
  • 7 mm × 7 mm、48ピンLFCSP
  • −40 °C ~ +85 °C で仕様規定

製品概要

AD5940 およびAD5941は、電流滴定、ボルタンメトリ、またはインピーダンス測定などの電気化学ベースの高精度の測定技術を必要とするポータブル・アプリケーション向けに設計された高精度および低消費電力のアナログ・フロント・エンド(AFE)です。AD5940/AD5941 は、皮膚インピーダンスや体インピーダンスの測定用に設計されており、完成された生体電気/生体電位測定システムの AD8233 AFE と連動するように設計されています。AD5940/AD5941は、電気化学式有毒ガス検知用に設計されています。

AD5940/AD5941 は、2 つの高精度励起ループと 1 つの共通の測定チャンネルで構成されており、テスト対象のセンサーを幅広く測定できます。1 つ目の励起ループは、超低消費電力デュアル出力ストリング D/A コンバータ(DAC)と低消費電力および低ノイズの定電位アンプで構成されています。DAC の一方の出力で定電位アンプの非反転入力を制御し、他方の出力でトランスインピーダンス・アンプ(TIA)の非反転入力を制御します。この低消費電力励起ループは、DC ~ 200 Hz の信号を生成することができます。

2 つ目の励起ループは、高速 DAC と呼ばれる 12 ビット DAC で構成されています。この DAC は、最大 200 kHz の高周波数励起信号を生成することができます。

AD5940/AD5941 測定チャンネルには、入力バッファ、内蔵アンチエイリアス・フィルタ(AAF)、およびプログラマブル・ゲイン・アンプ(PGA)を備えた 16 ビット 800 kSPS マルチチャンネル逐次比較レジスタ(SAR)A/D コンバータ(ADC)が使用されています。ADC には、±1.35 V の入力電圧範囲があります。ADC 前の入力マルチプレクサにより、ユーザーは測定する入力チャンネルを選択できます。これらの入力チャンネルには、複数の外部電流入力、複数の外部電圧入力、および内部電圧チャンネルなどがあります。内部チャンネルでは、内部の電源電圧、ダイ温度、およびリファレンス電圧を測定して診断することができます。

電流入力には、さまざまなタイプのセンサーを測定するためのプログラマブルなゲイン抵抗と負荷抵抗を備えた 2 つの TIA が含まれています。1 つ目の TIA は、LPTIA と呼ばれ、低帯域幅の信号を測定できるように設計されています。2 つ目の TIA は、高速 TIA と呼ばれ、最大 200 kHz の高帯域幅の信号を測定できるように設計されています。

センサーは、超低リークおよび低 RON のプログラマブル・スイッチ・マトリックスにより、内部アナログ励起ブロックと測定ブロックに接続されています。このマトリックスは外付けのトランスインピーダンス・アンプ抵抗(RTIAs)およびキャリブレーション抵抗を接続するためのインターフェースとして機能します。このマトリックスを使用して、複数の電子測定デバイスを同じ測定電極にマルチプレクスすることもできます。

高精度の 1.82 V および 2.5 V 内蔵リファレンス・ソースが提供されています。内部 ADC および DAC 回路は、この内蔵リファレンス・ソースを使用して、それらの周辺機器に対して低ドリフト性能を実現します。

AD5940/AD5941 測定ブロックは、SPI(シリアル・ペリフェラル・インターフェース)インターフェースから直接レジスタに書き込むか、または AFE チップの自律的な制御を可能にするプログラマブル・シーケンサを使用して制御することができます。6 kB のスタティック・ランダム・アクセス・メモリ(SRAM)は、ディープ・データ FIFO(先入れ先出し)とコマンド・メモリ用に分割されています。

測定コマンドはコマンド・メモリに保存され、測定結果はデータ FIFO に保存されます。FIFO 満杯、FIFO オーバーフローなどの FIFO の状態を示すために、FIFO に関連した多くの割込みが用意されています。

多数の汎用入出力(GPIO)が使用可能で、AFEシーケンサを用いて制御できます。AFEシーケンサは複数の外部センサー・デバイスをサイクル精度で制御できます。AD5940/AD5941 は、2.8 V ~ 3.6 V の電源で駆動し、−40 °C ~ +85 °C の温度範囲向けに仕様規定されています。AD5940 は、56 ピン 3.6 mm × 4.2 mm WLCSP パッケージを採用しています。AD5941 は、48ピンLFCSP パッケージを採用しています。

アプリケーション

  • 電気化学測定
  • 電気化学ガス・センサー
  • 定電位/電流滴定/ボルタンメトリ/サイクリック
    • ボルタンメトリ
  • 生体インピーダンス・アプリケーション
    • 皮膚インピーダンス
    • 体インピーダンス
  • 連続的な血糖値モニタリング
  • バッテリ・インピーダンス

製品ライフサイクル icon-recommended 新規設計にお薦めします

発売済みの製品です。データシートには、最終的な仕様と動作条件がすべて記載されています。新規の設計には、これらの製品の使用を推奨します。

評価キット (3)

参考資料

  • すべてを表示 (14)
  • データシート (1)
  • アプリケーション・ノート (2)
  • ユーザ・ガイド (1)
  • セレクション・ガイド (1)
  • カタログ (1)
  • プレス・リリース (2)
  • 技術記事 (6)
  • 技術記事

    ソフトウェア & システム

    リファレンス・デザイン (1)

    設計リソース

    アナログ・デバイセズでは、最高レベルの品質と信頼性を備えた製品を提供することに最大の力を常に注いでいます。これを実現するため、製品およびプロセスの設計のあらゆる観点で品質と信頼性のチェックを行っています。そして、それは、製造工程においても同様です。アナログ・デバイセズは常に、出荷製品の「ゼロ・ディフェクト」を目指しています。

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    モデル一覧の項目説明

     

     

     

    評価用ボード

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    価格は1個当たりの米ドルで、米国内における販売価格(FOB)で表示されておりますので、予算のためにのみご使用いただけます。 また、その価格は変更されることがあります。米国以外のお客様への価格は、輸送費、各国の税金、手数料、為替レートにより決定されます。価格・納期等の詳細情報については、弊社正規販売代理店または担当営業にお問い合わせください。なお、 評価用ボードおよび評価用キットの表示価格は1個構成としての価格です。