AD4130-4

新規設計に推奨

32µA、超低電力、PGAおよびFIFOを内蔵した24ビット・シグマデルタADC

データシート (Rev. A)
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製品情報

  • 超低消費電流（代表値）
    • 32µA：連続変換モード（ゲイン = 128）
    • 5µA：デューティサイクル・モード（サイクル比 = 1/16）
    • 0.5µA：スタンバイ・モード
    • 0.1µA：パワーダウン・モード
  • システム・レベルの省電力機能を内蔵
    • 省電流デューティサイクル比：1/4または1/16
    • スマート・シーケンサとチャンネルごとの構成により、ホスト・プロセッサの負荷を最小限に抑制
    • ディープ組込みFIFOにより、ホスト・プロセッサの負荷を最小限に抑制（256サンプルの負荷さディープ）
    • 自律型FIFO割込み機能、閾値検出
    • 1.71Vの低電圧単電源により、バッテリ寿命を向上
  • 実効値ノイズ：1.17SPS（ゲイン = 128）で25nV rms − 48 nV/√Hz
  • 最大22のノイズ・フリー・ビット（ゲイン = 1）
  • 出力データ・レート：1.17SPS～2.4kSPS
  • 1.71V～3.6Vの単電源または±1.8Vの分離電源で動作
  • 最大ドリフト15ppm/℃のバンドギャップ・リファンレンス
  • レールtoレール・アナログ入力を備えたPGA
  • 順応性のあるセンサー・インターフェース接続機能
    • RTD用のマッチングがとれたプログラマブル励起電流
    • 熱電対用のチップ内蔵バイアス電圧発生器
    • ブリッジ・トランスジューサ用のローサイド・パワー・スイッチ
    • センサー断線検出機能
  • 内部温度センサーと発振器
  • セルフ・キャリブレーションとシステム・キャリブレーション
  • 柔軟性の高いフィルタ・オプション
  • （選択したフィルタ・オプションで）50Hz/60Hz同時除去
  • 汎用出力
  • 診断機能
  • クロスポイント・マルチプレクサ入力
    • 4個の差動入力／8個の擬似差動入力
  • 5MHz SPI（3線式または4線式）
  • 35ボール、2.7mm × 3.56mm WLCSP、および32リード、5mm × 5mm LFCSPパッケージで提供
  • 温度範囲：−40℃～+105℃（WLCSP）、−40℃～+125℃（LFCSP）
  • AD4130-4 LFCSPはAD7124-4 LFCSPとピン互換性あり

AD4130-4は、狭帯域幅バッテリ動作アプリケーション向けの超低電力、高精度の測定ソリューションです。完全統合型アナログ・フロント・エンド（AFE）には、最大8つのシングルエンドまたは4つの差動入力用のマルチプレクサ、プログラマブル・ゲイン・アンプ（PGA）、24ビット・シグマデルタ（Σ-Δ）A/Dコンバータ（ADC）、チップ内蔵リファレンスおよび発振器、選択可能なフィルタ・オプション、スマート・シーケンサ、センサー・バイアスおよび励起オプション、診断機能の他、バッテリ動作寿命（コインセルで5年以上）を向上するための新たに追加された機能、すなわち、先入れ先出し（FIFO）バッファおよびデューティサイクルが搭載されています。

AD4130-4では、28.5µA（ゲイン = 1）と32.5µA（ゲイン = 128）の消費電流で、低周波信号を連続的に変換しながら測定できます。また、デューティサイクル・オプションの1つを用いると、平均電流を更に低減できます。AD4130-4は、4つの差動入力または8つのシングルエンドまたは擬似差動入力を有するように構成可能です。それらはクロスポイント・マルチプレクサに接続され、そこでは、任意の入力対がPGAおよびADCへの測定チャンネル入力になることができます。

AD4130-4は、1.71V～3.6Vの単一のアナログ電源電圧で動作できるように設計されています。バッテリ用途では、1.71Vの低電圧での動作により、バッテリ電圧が低下してもAFEが動作を継続できるため、システムを長寿命化できます。デジタル電源は別々にすることができ、1.65V～3.6Vの範囲で使用できます。

消費電流の低減とともに、チップ内蔵FIFOバッファをスマート・シーケンサと統合して用いることにより、AD4130-4を自律的な測定システムにすることができ、これにより、マイクロコントローラを長時間スリープさせることができます。

インテリジェントな割込み機能により、エラー検出と安全性の両方において信頼性が向上します。FIFO内のサンプルが所定の値に達したとき、またはユーザがプログラム可能な閾値を超えたときに、割込み信号のトリガが可能になります。

AD4130-4では、温度、荷重、圧力の測定に使用されるトランスジューサへの簡単かつ効果的な接続を可能にするために、次の主要なアナログ機能が備わっています。

  • PGA：プログラマブル・ゲイン（1～128）および低入力電流での高入力インピーダンスにより、PGAは、抵抗ブリッジ、熱電対、および測温抵抗体（RTD）などの低出力振幅を有するトランスジューサへの直接インターフェース接続が可能になります。
  • 容量性PGAにより、完全なコモンモード入力範囲が使用できるため、設計者は広範囲に変動する入力コモンモードについて大きいマージンが得られます。コモンモード入力範囲が広くなると、全体的な分解能が向上するため、レシオメトリック測定が非常に効果的になります。
  • 低ドリフトの高精度電流源。IEXC0およびIEXC1電流源を用いて、2線式、3線式、および4線式RTDを励起できます。励起電流出力は、100nA、10µA、20µA、50µA、100µA、150µA、200µAから選択できます。
  • ローサイド・パワー・スイッチ（PDSW）を用いて、変換の間でブリッジ・センサーの電源をオフにできます。PDSWは、チャンネルごとにシーケンサ内で制御できるため、システム全体で最適なタイミングおよび省エネルギーが可能になります。PDSWにより、より高電力のアナログ・センサーを低電力システムで使用することも可能になります。
  • 熱電対の電圧バイアス（VBIAS源がチャンネルのコモンモード電圧をAVDD/2に設定）。
  • スマート・シーケンサにより、イネーブルされた事前設定済みの各チャンネルの変換が予め定められた順序で可能になるため、トランスジューサ、システム・チェック、および診断測定を混合してインターリーブできます。このシーケンサにより、本デバイスとの反復シリアル・インターフェース通信が不要になります。16個のチャンネルはシーケンス内で設定することができ、各チャンネルは、ゲイン、フィルタ・タイプ、出力データ・レート、バッファリング、タイミング、およびリファレンス源の選択を可能にする8つの予め定義されたADC設定から選択します。

高レベルの内蔵フロントエンド機能と小型パッケージ・オプションの併用により、エンド・ソリューションの小型化が可能になります。例えば、AD4130-4は、内部バッファが可能な外部差動リファレンスを受け入れるだけではなく、低熱ドリフトのバンドギャップ・リファレンスを統合しています。

安全性を重視するアプリケーションに対しては、AD4130-4には、バーンアウト電流によるオープンワイヤ検出、内部温度センサー、リファレンス検出、アナログ入力過電圧および低電圧検出などの診断機能が備わっています。デジタル・インターフェースには、巡回冗長検査（CRC）やシリアル・インターフェース・チェックなど、堅牢な通信リンクのための診断機能が追加されています。

アプリケーション

  • スマート送信機
  • ワイヤレス・バッテリおよびハーベスタ駆動センサー・ノード
  • ポータブル計測
  • 温度測定：熱電対、RTD、サーミスタ
  • 圧力測定：ブリッジ・トランスジューサ
  • ヘルスケアおよびウェアラブル
AD4130-4
32µA、超低電力、PGAおよびFIFOを内蔵した24ビット・シグマデルタADC
AD4130-4 Functional Block Diagram AD4130 4 Pin Configuration AD4130-4 Pin Configuration AD4130 4 Chip Illustration
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ソフトウェア・リソース

デバイス・ドライバ 1

ハードウェア・エコシステム

製品モデル 製品ライフサイクル 詳細
チャージ・ポンプ 2
LTC3260
新規設計に推奨 低ノイズの2電源反転型チャージ・ポンプ
LTC1983
製造中 ThinSOTの100mA安定化チャージポンプ・インバータ
リニア・レギュレータ 4
ADP150
製造中 リニア・レギュレータ、150mA、超低ノイズ、CMOS
ADP151
製造中 超低ノイズ、200mA、CMOSリニア電圧レギュレータ
ADPL40502
新規設計に推奨 低ノイズ、200mA、CMOSリニア・レギュレータ
ADP7182
新規設計に推奨 リニア・レギュレータ、－28 V / − 200 mA、低ノイズ
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ツールおよびシミュレーション

LTspice

下記製品はLTspiceで使用することが出来ます。:

  • AD4130-8
LTspice

LTspice®は、無料で提供される強力で高速な回路シミュレータと回路図入力、波形ビューワに改善を加え、アナログ回路のシミュレーションを容易にするためのモデルを搭載しています。

 

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