Electroencephalogram (EEG) Measurement

AD8220 - это первый инструментальный усилитель с входным каскадом на JFET транзисторах (полевые транзисторы с управляющим p-n переходом) и однополярным питанием, выпускаемый в корпусе MSOP. Этот компонент, предназначенный для высококачественных портативных измерительных приборов, обладает минимальным коэффициентом ослабления синфазного сигнала (КОСС) 86 дБ по постоянному току и 80 дБ на частоте 5 кГц при G = 1. Максимальный входной ток смещения при температуре 25°C равен 10 пА, а его типичное значение не превышает 300 пА во всем промышленном температурном диапазоне. Несмотря на то, что входной каскад построен на JFET транзисторах, AD8220 имеет типичную граничную частоту шума всего 10 Гц.

Ввиду бурного развития смешанной аналого-цифровой обработки сигналов количество напряжений питания, которые необходимы в каждой системе, растет, и этот фактор учитывался при проектировании AD8220. Компонент способен работать как от биполярных напряжений питания ±18 В, так и от однополярного напряжения питания +5 В. Выходной каскад работает в режиме rail-to-rail (размах напряжения до напряжений питания), поддерживая максимальный динамический диапазон при низких напряжениях питания, характерных для портативных систем. Способность компонента работать от однополярного напряжения питания 5 В избавляет от необходимости применения высоких биполярных напряжений питания. Максимальный ток, потребляемый AD8220, равен 750 мкА, что делает его идеальным выбором для устройств с питанием от батарей.

Коэффициент усиления задается при помощи одного резистора в диапазоне от 1 до 1000. При повышении коэффициента усиления ослабление синфазного сигнала также растет. Таким образом, AD8220 способен обеспечивать больший КОСС при измерении слабых сигналов, когда устанавливается большой коэффициент усиления.

Компонент имеет вывод опорного напряжения, при помощи которого пользователь может регулировать смещение выходного напряжения. Эта функция полезна при интерфейсе с аналого-цифровыми преобразователями.

AD8220 выпускается в корпусе MSOP, который занимает примерное вдвое меньшую площадь на печатной плате по сравнению с корпусом SOIC. Версии с градациями A и B гарантированно обеспечивают заявленные в спецификации характеристики в промышленном температурном диапазоне от −40°C до +85°C, а версия с градацией W – в автомобильном температурном диапазоне от −40°C до +125°C.

Области применения

• Медицинские измерительные приборы
• Прецизионные системы сбора данных
• Интерфейс с датчиками

Many traditional operational amplifier pinouts have a supply pin that is next to the noninverting input. A guard trace must be routed between these pins to avoid leakage currents much larger than the bias current of a FET input op amp. Guard traces can be routed between pins for large packages, such as DIP or even SOIC; however, the board area consumed by these packages is prohibitive for many modern applications. The AD8244 solves this problem with a unique pinout that physically separates the high impedance inputs from the low impedance supplies and outputs of the other buffers. This configuration simplifies guarding while reducing board space, allowing high performance and high density in the same design.

The AD8244 design is focused on solving problems specific to buffers. This includes close channel-to-channel matching which allows channels of the AD8244 to be used in differential signal chains with minimal error. With its low voltage noise, wide supply range, and high precision, the AD8244 is also flexible enough to provide high performance anywhere a unity-gain buffer is needed, even with low source resistance.

The AD8244 is specified over the industrial temperature range of −40°C to +85°C. It is available in a 10-lead MSOP package.

APPLICATIONS

• Biopotential electrodes
• Medical instrumentation
• High impedance sensor conditioning
• Filters
• Photodiode amplifiers

The AD8422 is a high precision, low power, low noise, rail-to-rail instrumentation amplifier that delivers the best performance per unit microampere in the industry. The AD8422 processes signals with ultralow distortion performance that is load independent over its full output range.

The AD8422 is the third generation development of the industry standard AD620. The AD8422 employs new process technologies and design techniques to achieve higher dynamic range and lower errors than its predecessors, while consuming less than one-third of the power. The AD8422 uses the high performance pinout introduced by the AD8221.

Very low bias current makes the AD8422 error-free with high source impedance, allowing multiple sensors to be multiplexed to the inputs. Low voltage noise and low current noise make the AD8422 an ideal choice for measuring a Wheatstone bridge.

The wide input range and rail-to-rail output of the AD8422 bring all of the benefits of a high performance in-amp to singlesupply applications. Whether using high or low supply voltages, the power savings make the AD8422 an excellent choice for high channel count or power sensitive applications on a very tight error budget.

The AD8422 uses robust input protection that ensures reliability without sacrificing noise performance. The AD8422 has high ESD immunity, and the inputs are protected from continuous voltages up to 40 V from the opposite supply rail.

A single resistor sets the gain from 1 to 1000. The reference pin can be used to apply a precise offset to the output voltage. The AD8422 is specified from −40°C to +85°C and has typical performance curves to 125°C. It is available in 8-lead MSOP and 8-lead SOIC packages.

Applications

• Medical instrumentation
• Industrial process controls
• Strain gages
• Transducer interfaces
• Precision data acquisition systems
• Channel-isolated systems
• Portable instrumentation

AD7768/AD7768-4 – это восьмиканальный и четырехканальный Σ-Δ аналого-цифровые преобразователи (АЦП) одновременной выборки с Σ-Δ модулятором и цифровым фильтром в каждом канале, которые обеспечивают синхронную дискретизацию статических и динамических сигналов.

AD7768/AD7768-4 способны поддерживать динамический диапазон 108 дБ при максимальной полосе входного сигнала 110.8 кГц и обладает типичной интегральной нелинейностью (INL) ±2 ppm, напряжением смещения ±50 мкВ и погрешностью коэффициента усиления ±30 ppm.

При работе с AD7768/AD7768-4 пользователь может управлять соотношением входной полосы, частотой обновления выходных данных и рассеиваемой мощностью, выбирая один из трех рабочих режимов с учетом требований к уровню шума и энергопотреблению. Возможности конфигурирования позволяют превратить AD7768/AD7768-4 в переиспользуемую платформу для малопотребляющих модулей измерения статических сигналов и высокопроизводительных модулей измерения динамических сигналов.

AD7768/AD7768-4 имеют три рабочих режима: высокоскоростной режим (256 kSPS максимум, ширина полосы аналогового входа 110.8 кГц, 51.5 мВт на канал), медианный режим (128 kSPS максимум, ширина полосы аналогового входа 55.4 кГц, 27.5 мВт на канал) и экономичный режим (32 kSPS максимум, ширина полосы аналогового входа 13.8 кГц, 9.375 мВт на канал).

AD7768/AD7768-4 предоставляют широкие возможности цифровой фильтрации при помощи широкополосного фильтра нижних частот для устранения спектральных наложений, который обладает неравномерностью в полосе пропускания ±0.005 дБ, быстрым спадом передаточной характеристики и ослаблением 105 дБ на частоте Найквиста.

Широкополосный фильтр с линейной фазой может использоваться для измерений в частотной области. Этот фильтр имеет плоскую вершину (неравномерность ±0.005 дБ) в полосе пропускания от нуля до 102.4 кГц при 256 kSPS, от нуля до 51.2 кГц при 128 kSPS, и от нуля до 12.8 кГц при 32 kSPS.

AD7768/AD7768-4 также содержат фильтр с характеристикой sinc (sinc5), который обеспечивает малую задержку при изменении узкополосных сигналов с низким уровнем шума. Выбор используемых фильтров может осуществляться независимо для каждого из каналов.

При работе с фильтрами пользователь может расширять динамический диапазон, устанавливая коэффициент децимация равный ×32, ×64, ×128, ×256, ×512 или ×1024. За счет управления коэффициентом децимации достигается оптимизация характеристик шума в соответствии с требуемой полосой обработки входного сигнала.

В каждом канале АЦП интегрированы аналоговые схемы, упрощающие проектирование системы, например, буфер предварительного заряда на каждом аналоговом входе, который сокращает ток во входном канале, и буфер предварительного заряда для опорного напряжения, который сокращает входной ток и уровень импульсных бросков на опорных входах.

Компонент работает с напряжениями питания AVDD1A и AVDD1B, равными 5 В, напряжениями питания AVDD2A и AVDD2B в диапазоне от 2.25 В до 5.0 В и напряжением питания IOVDD  в диапазоне от 2.5 В до 3.3 В, либо 1.8 В (конкретные требования при работе с напряжением IOVDD, равным 1.8 В, см. в разделе "IOVDD 1.8 V  Operation" технического описания).

Устройство требует использования внешнего источника опорного напряжения; абсолютный диапазон входного опорного напряжения от 1 В до AVDD1 − AVSS.

Области применения

• Системы сбора данных: USB/PXI/Ethernet
• Контуры управления в измерительных устройствах и промышленном оборудовании
• Контрольно-измерительная аппаратура для аудиосигналов
• Контроль уровня вибраций и состояния механизмов
• Анализ качества напряжения в трехфазных цепях
• Звуковая эхолокация
• Прецизионная медицинская техника (приборы ЭЭГ/ЭМГ/ЭКГ)

AD7177-2 - это 32-разрядный, мультиплексированный, 2-/4-канальный (полностью/псевдодифференциальный) Σ-Δ аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с низким шумом и коротким временем установления для узкополосных сигналов. Компонент имеет максимальную частоту сканирования каналов 10 тысяч выборок в секунду (kSPS), что соответствует времени полного установления данных 100 мкс. Частота обновления выходных данных варьируется от 5 SPS до 10 kSPS.

В AD7177-2 интегрированы ключевые блоки аналогового и цифрового преобразования сигналов, которые пользователь может конфигурировать в индивидуальном порядке для каждого используемого аналогового входного канала. Интегрированные буферы с rail-to-rail диапазоном напряжений (размах напряжения ограничен напряжениями питания) на входах аналоговых сигналов и внешнего опорного напряжения обеспечивают высокий импеданс, упрощающий интерфейс с компонентом. Прецизионный внутренний источник опорного напряжения 2.5 В с малым дрейфом (2 ppm/°C) на запрещенной зоне и выходной буфер опорного напряжения расширяют функциональность и позволяют сократить количество необходимых внешних компонентов.

Цифровой фильтр позволяет одновременно подавлять помехи на частотах 50 Гц и 60 Гц при частоте обновления выходных данных 27.27 SPS. Пользователь может переключаться между различными вариантами фильтров в зависимости от требований к каждому отдельному каналу в приложении. АЦП осуществляет автоматическое переключение выбранных каналов. Среди других функций цифровой обработки компонент имеет средства калибровки коэффициента усиления и смещения, конфигурируемые для каждого канала по отдельности.

Компонент работает с напряжением питания AVDD1, равным 5 В, или напряжениями AVDD1/AVSS, равными ±2.5 В, а также напряжениями питания AVDD2 и IOVDD в диапазоне от 2 В до 5 В. Рабочий температурный диапазон составляет от -40°C до +105°C. AD7177-2 выпускается в 24-выводном корпусе TSSOP.

Области применения

• Управление технологическими процессами: модули ПЛК/РСУ
• Измерение температуры и давления
• Медицинские и научные многоканальные измерительные приборы
• Хроматография

Оценочный комплект EVAL-AD7177-2SDZ содержит 32-разрядный АЦП AD7177-2 с быстродействием 10 kSPS, имеющий интегрированные rail-to rail буферы на аналоговых входах, встроенную схему стабилизации напряжения питания и интерфейс с внешним усилителем для оценки характеристик АЦП при работе с различными усилителями. Выходное напряжение сетевого адаптера в диапазоне от 7 до 9 В преобразовывается с помощью встроенной схемы стабилизации в напряжения 5 В и 3,3 В для питания AD7177-2 и вспомогательных компонентов.

Оценочная плата EVAL-AD7177-2SDZ подключается к порту USB ПК посредством платы контроллера EVAL-SDP-CB1Z SDP.

Оценочное программное обеспечение для AD7177-2 позволяет конфигурировать все функциональные возможности АЦП AD7177-2 через доступный пользователю интерфейс работы с регистрами и проводить анализ во временной области с построением графиков и гистограмм, а также анализировать уровень шума для оценки характеристик АЦП.

Все характеристики AD7177-2 доступны в технической документации на данный компонент, которую следует использовать вместе с руководством пользователя UG-849 при работе с данной оценочной платой.