Chemical Analysis & Analytical Instruments

The ADuCM355 is an on-chip system designed to control and measure electrochemical and biosensors. The ADuCM355 is an ultralow power mixed-signal microcontroller based on the ARM^®Cortex^™-M3 processor. It is designed with current, voltage, and impedance measurement capability.

The ADuCM355 features a 16-bit, 400 kSPS multichannel successive approximation register (SAR) analog-to-digital converter (ADC) with input buffers, built in anti-alias filter and programmable gain amplifier (PGA). The current inputs include three trans-impedance amplifiers (TIA) with programmable gain and load resistors for measuring different sensor types. The analog front end (AFE) also contains two more low power amplifiers designed specifically for potentiostat capability to maintain a constant bias voltage to an external electrochemical sensor. The noninverting inputs of these two amplifiers are controlled by on-chip dual output digital-to-analog converters (DAC). The analog outputs include another high speed DAC and output amplifier designed to generate an ac signal.

The ADC is capable of operating at conversion rates up to 400 kSPS with an input range of ±0.9 V. An input mux before the ADC allows the user to select an input channel for measurement. These input channels include three external current inputs, multiple external voltage inputs, and internal channels. The internal channels allow diagnostic measurements of the internal supply voltages, die temperature, and reference voltages.

Two of the three voltage DACs are dual output, 12-bit string DACs. One output per DAC controls the noninverting input of a potentiostat amplifier, and the other controls the noninverting input of the TIA.

The third DAC (sometimes referred to as the high speed DAC) is designed for the high power TIA for impedance measurements. Its output frequency range is up to 200 kHz.

A precision 1.82 V and 2.5 V on-chip reference source is available. The internal ADC and VDAC circuits use this on-chip reference source to ensure low drift performance for all of these peripherals.

The ADuCM355 integrates a 26 MHz ARM Cortex-M3 processor. It is a 32-bit reduced instruction set computer (RISC) machine, offering up to 32.5 DMIPS peak performance. The ARM Cortex-M3 processor also has a flexible multichannel direct memory access controller (DMA) supporting serial peripheral interface (two independent SPI ports), universal asynchronous receiver/transmitter (UART), and I2C communication peripherals. The ADuCM355 has 128 kB of nonvolatile flash/EE memory and 64 kB of SRAM integrated on-chip.

The digital processor subsystem is clocked from a 26 MHz on-chip oscillator. This is the source of the main digital die system clock. Optionally, a 26 MHz PLL can be used as the digital system clock. This clock can be internally subdivided so that the processor operates at a lower frequency and saves power. A low power internal 32 kHz oscillator is available and can clock the timers. The ADuCM355 includes three general-purpose timers, a wake-up timer (which can be used as a general-purpose timer), and a system watchdog timer.

The analog subsystem has a separate 16 MHz oscillator used to clock the ADC, DACs and other digital logic on the analog die. The analog die also contains a separate 32 kHz, low power oscillator to clock a watchdog timer on the low voltage die. Both the 32 kHz oscillator and this watchdog are independent from the digital die oscillators and system watchdog timer.

A range of communication peripherals can be configured as required in a specific application. These peripherals include UART, I²C, 2xSPI, and GPIO ports. The GPIO, combined with the general-purpose timers, can be combined to generate a pulse width modulation (PWM) type output.

On-chip factory firmware supports in-circuit erasing of user flash triggered via the UART, while nonintrusive emulation and program download are supported via the serial wire debug port (SW-DP) interface.

The ADuCM355 operates from 2.8 V to 3.6 V supply and is specified over a temperature range of −40°C to +85°C. The chip is packaged in a 72-lead 6 mm × 5 mm land grid array (LGA) package.

Applications

• Gas detection
• Food quality
• Environmental sensing (air, water, soil)
• Blood glucose meters
• Life sciences and biosensing analysis
• Bioimpedance measurements
• General Amperometry, voltammetry, and impedance spectroscopy functions

ADA4530-1 -это операционный усилитель с входным током на уровне фемтоампер (10⁻¹⁵ A), содержащий интегрированный защитный буфер, который может быть использован в качестве электрометра. Диапазон рабочих напряжений компонента составляет от 4.5 В до 16 В, что позволяет использовать его в системах со стандартными однополярными напряжениями питания 5 В и 10 В, а также в системах с биполярным питанием ±2.5 В до ±5 В.

ADA4530-1 даёт очень низкие входные токи утечки, уровни которых гарантируются температурным тестированием при производстве. Для изоляции входных выводов от утечки, минимизации компонентов на печатной плате и упрощения проектирования системы усилитель содержит интегрированный защитный буфер. ADA4530-1 выпускается в стандартном 8-выводном корпусе для поверхностного монтажа SOIC с уникальным расположением выводов, который предотвращает взаимное влияние сигналов на чувствительных входных выводах, выводах питания и выходном выводе, и в то же время упрощает трассировку защитного кольца на плате.

ADA4530-1 также обладает низким напряжением смещения, малым дрейфом напряжения смещения и низкими уровнями тока и напряжения шума, которые необходимы для задач, где требуются столь малые токи утечки. Для максимального увеличения динамического диапазона системы ADA4530-1 имеет выходной каскад типа rail-to-rail - выходное напряжение может достигать значений на 30мВ выше отрицательного/ниже положительного напряжения питания при нагрузке 10 кОм.

ADA4530-1 работает в промышленном температурном диапазоне от −40°C до +125°C и выпускается в 8-выводном корпусе SOIC.

Области применения

• Лабораторные и аналитические измерения: спектрофотометры, хроматографы, масс-спектрометры, кулонометрия со статическим потенциалом и статическим током
• Измерительные приборы: пикоамперметры, кулонометры
• Трансимпедансные усилители для фотодиодов, ионных камер и измерений при рабочем электроде
• Буферизация с высоким импедансом для химических и емкостных датчиков

ADA4350 – это схема аналогового входного интерфейса для фотодетекторов или иных датчиков с выходным током, пропорциональным измеряемой физической величине или входному напряжению. Компонент предназначен для использования в системах, где пользователю необходимо выбирать одно из нескольких прецизионных значений коэффициента усиления для поддержания максимального динамического диапазона.

В ADA4350 интегрированы усилитель с входным каскадом на полевых транзисторах, схема коммутации и драйвер АЦП, а все функции управляются через последовательный периферийный интерфейс (SPI) или параллельный интерфейс управления. Благодаря очень низким значениям тока и напряжения шума усилителя компонент является идеальным выбором для работы с широким спектром фотодетекторов, датчиков или прецизионных систем сбора данных.

Внутренняя схема коммутации позволяет пользователю осуществлять выбор одной из шести максимально возможных внешних конфигурируемых цепей обратной связи. Применение внешних компонентов цепи обратной связи позволяет упростить согласование системы с емкостью желаемого датчика или фотодетектора, а также, при необходимости, использовать резисторы с малым тепловым дрейфом.

Архитектура ключей минимизирует источники погрешностей, поэтому они практически не вносят ошибок в сигнальный тракт. Выходной драйвер может быть использован в несимметричном или дифференциальном режиме и идеально подходит для подачи сигналов на вход АЦП.

ADA4350 может работать с однополярным питанием +3.3 В или биполярным питанием ±5 В, давая пользователю дополнительную свободу при выборе полярности детектора. Компонент выпускается в бессвинцовом 28-выводном корпусе TSSOP и работает в температурном диапазоне от −40°C до +85°C.

При обозначении многофункциональных выводов в техническом описании может даваться только имя непосредственно обсуждаемой функции.

Области применения

• Преобразование напряжения в ток
• Предварительные усилители сигнала фотодиодов
• Химические анализаторы
• Масс-спектрометрия
• Молекулярная спектроскопия
• Приемники сигнала лазеров/светодиодов
• Системы сбора данных 

AD7175-2 – это обладающий низким шумом и быстрым временем установления мультиплексированный Σ-Δ аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с 2-/4-х канальным (полностью дифференциальным/несимметричным) входом для работы с узкополосными сигналами. АЦП имеет максимальную частоту сканирования каналов 50 kSPS (20 мкс) для получения полностью установившихся сигналов и частоту обновления выходных данных от 5 SPS до 250 kSPS.

В AD7175-2 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. AD7175-2 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

AD7124-4 – это обладающий низким шумом и малым энергопотреблением, полностью интегрированный аналоговый входной интерфейс для задач прецизионного измерения. Компонент содержит 24-разрядный Σ-Δ аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с низким шумом и может быть сконфигурирован для работы с 4 дифференциальными или 7 несииметричными/псевдодифференциальными входными сигналами. Интегрированный усилительный каскад с малым коэффициентом усиления позволяет подавать слабые сигналы непосредственно на АЦП.

Одно из основных преимуществ AD7124-4 заключается в том, что компонент дает пользователю возможность выбрать один из трех интегрированных режимов энергопотребления. Выбранный режим определяет потребляемый ток, диапазон скоростей обновления выходных данных и среднеквадратическое значение шума. Компонент также имеет несколько вариантов фильтрации, что позволяет пользователю получить максимальную степень свободы проектирования.

AD7124-4 способен поддерживать одновременное подавление помех на частотах 50 Гц и 60 Гц при работе с частотой обновления выходных данных 25 SPS (установление сигнала за один цикл). При понижении частоты обновления можно достичь подавления более 80 дБ.

AD7124-4 обеспечивает наивысшую степень интеграции сигнальной цепочки. Компонент содержит прецизионный, малощумящий источник опорного напряжения с малым дрейфом, а также поддерживает работу с внешним дифференциальным опорным напряжением, которое может быть буферизировано внутреннем буфером. К другим ключевым интегрированным блокам компонента относятся программируемые источники тока возбуждения с малым дрейфом, источники диагностических токов, а также генератор напряжения смещения, который устанавливает синфазное напряжение канала равным AVDD/2. Ключ цепи низкого напряжения питания позволяет пользователям отключать питание мостовых датчиков в интервалах между преобразованиями, гарантируя минимальную потребляемую системой мощность. Компонент также даёт пользователю возможность выбора между внутренним и внешним источником тактового сигнала.

Интегрированный блок управления последовательностью преобразования позволяет пользователю выбирать несколько каналов AD7124-4 для автоматического последовательного преобразования, упрощая обмен данными с компонентом. Одновременно может быть активно до 16 каналов, включая как каналы аналоговых входных сигналов, так и диагностические каналы, например, каналы контроля уровней напряжения питания или опорного напряжения. Эта уникальная особенность позволяет чередовать диагностику с преобразованиями сигналов внешних источников.

AD7124-4 поддерживает независимое конфигурирование каждого отдельного канала. Компонент позволяет реализовать до восьми конфигурационных настроек. Каждая конфигурация включает в себя опции коэффициента усиления, типа фильтра, частоты обновления выходных данных, буферизации и источника опорного напряжения. Пользователь может назначать любую из этих конфигураций любому из каналов в произвольном порядке.

AD7124-4 также обладает обширными возможностями функциональной диагностики, позволяющими повысить устойчивость решения. Они включают в себя проверку данных с использованием контрольной суммы (CRC), проверки сигнальной цепочки и проверки работоспособности последовательного интерфейса. Эти диагностические функции уменьшают число внешних компонентов, необходимых для реализации диагностики, сокращая требуемое пространство на печатной плате, время проектирования и стоимость. Значение доли безопасных отказов (SFF), показанное в тесте FMEDA (анализ видов, эффектов и диагностики отказов) типичного приложения, превышает 90% в соответствии с IEC 61508.

Компонент работает с однополярным напряжением питания аналоговой части в диапазоне от 2.7 В до 3.6 В или биполярным напряжением 1.8 В. Напряжение питания цифровой части имеет допустимый диапазон от 1.65 В до 3.6 В. Гарантированный рабочий температурный диапазон составляет от −40°C до +105°C. AD7124-4 выпускается в 32-выводном корпусе LFCSP и 24-выводном корпусе TSSOP.

Обратите внимание, что при ссылке на многофункциональные выводы, например, DOUT/RDY в техническом описании может указываться как полное имя вывода, так и только имя отдельной обсуждаемой функции, например, RDY.

Области применения

• Измерение температуры
• Измерение давления
• Управление промышленными процессами
• Измерительные приборы
• Интеллектуальные передатчики 

AD7798/AD7799 - это обладающие низким шумом, малопотребляющие, компоненты, представляющие собой полнофункциональный аналоговый входной интерфейс для прецизионных измерительных схем. Они включают в себя 24-/16-разрядный Σ-Δ АЦП с низким шумом и имеют три дифференциальных аналоговых входа. Наличие интегрированного малошумящего инструментального усилителя (ИУ) позволяет АЦП работать непосредственно с сигналами малой амплитуды. При коэффициенте усиления, равном 64, и частоте обновления выходных данных 4.17 Гц AD7799 имеет среднеквадратический шум 27 нВ, а AD7798 – 40 нВ.

На кристалле интегрированы силовой ключ цепи низкого напряжения, схема детектирования наличия опорного напряжения, программируемые линии цифрового вывода, диагностические источники тока и внутренний тактовый генератор. Частота обновления выходных данных конфигурируется пользователем программно и может изменяться от 4.17 Гц до 470 Гц.

Компоненты работают с напряжением питания в диапазоне от 2.7 В до 5.25 В. AD7798 имеет типичный потребляемый ток 300 мкА, а AD7799 – 380 мкА. Оба компонента выпускаются в 16-выводном корпусе TSSOP.

Области применения

• Электронные весы
• Измерение давления
• Схемы с тензодатчиками
• Анализ газов
• Управление промышленными технологическими процессами
• Измерительная техника
• Портативные измерительные приборы
• Анализ крови
• Интеллектуальные передатчики
• Хроматография жидкостей/газов
• Шестисимвольные цифровые вольтметры

The SPI-compatible serial interface also features the ability, using the SDI input, to daisy-chain several ADCs on a single, 3-wire bus and provides an optional busy indicator. It is compatible with 1.8 V, 2.5 V, 3 V, or 5 V logic, using the separate supply VIO.

The AD7980 is housed in a 10-lead MSOP or a 10-lead QFN (LFCSP) with operation specified from −40°C to +125°C.

• Battery-powered equipment
• Communications
• ATE
• Data acquisitions
• Medical instruments

AD5791 - это одноканальный 20-разрядный ЦАП с небуферизированным выходом напряжения, который питается от биполярного напряжения питания до 33 В. AD5791 работает с положительным входным опорным напряжением в диапазоне от 5 В до VDD - 2.5 В и отрицательным входным опорным напряжением в диапазоне от VSS + 2.5 В до 0 В. AD5791 обладает относительной точностью ±1 LSB (максимум) и гарантированно обеспечивает монотонность с дифференциальной нелинейностью (DNL) ±1 LSB (максимум).

Компонент имеет трехпроводной последовательный интерфейс, который работает с частотой тактового сигнала до 35 МГц и совместим со стандартными интерфейсами SPI^®, QSPI^TM и MICROWIRE^TM, а также интерфейсами цифровых сигнальных процессоров. В состав компонента входит сброса при включении питания, которая гарантирует, что в начальный момент после включения питания ЦАП выдает 0 В с известным состоянием выходного импеданса и будет поддерживать такое состояние до первой записи достоверных данных. Компонент также имеет функцию фиксации выхода, которая переводит выход в состояние известной нагрузки.

Ключевые особенности продукта

1. Разрешение 1 ppm.
2. Широкий диапазон напряжений питания до ±16.5 В.
3. Рабочий температурный диапазон: от -40°С до 125°С.
4. Малая спектральная плотность шума 7.5 нВ/√Гц.
5. Малый температурный дрейф <0.05 ppm/°C.

Области применения

• Медицинские измерения
• Оборудование для тестирования и измерений
• Промышленное управление
• Высокотехнологичные научные и авиационно-космические измерения

ADAQ7980/ADAQ7988 - это системы сбора данных μModule^® на базе 16-разрядного аналого-цифрового преобразователя (АЦП), которые представляют собой предназначенную для широкого спектра областей применения систему в корпусе (system in package, SiP) с четырьмя интегрированными типовыми блоками преобразования и обработки сигнала. Они включают в себя большинство критических пассивных компонентов, позволяя преодолеть многие сложности, возникающие при проектировании традиционных сигнальных цепочек с АЦП последовательного приближения (successive approximation register, SAR). Эти пассивные компоненты играют ключевую роль в достижении заявленных характеристик продуктов.

ADAQ7980/ADAQ7988 содержат обладающий повышенной точностью, малопотребляющий 16-разрядный АЦП последовательного приближения, малопотребляющий, широкополосный драйвер АЦП с высоким входным импедансом, малопотребляющий буфер стабильного опорного напряжения и энергоэффективный блок управления питанием. Эти продукты, выпускаемые в миниатюрном корпусе LGA с габаритами 5 мм × 4 мм, упрощают процесс проектирования систем сбора данных. Уровень системной интеграции ADAQ7980/ADAQ7988 позволяет преодолеть многие трудности проектирования. В то же время, продукты предоставляют возможность конфигурирования петли обратной связи драйвера АЦП для регулировки коэффициента усиления и/или синфазного напряжения. Набор из четырех напряжений питания обеспечивает оптимальные характеристики системы. ADAQ7980/ADAQ7988 также поддерживают работу от одного напряжения питания с минимальным влиянием на рабочие спецификации.

В компактном форм-факторе ADAQ7980/ADAQ7988 с размерами, как у корпусов интегральных схем, интегрированы ключевые компоненты, которые обычно используются в проектах сигнальных цепочек систем для сбора данных. Продукты семейства μModule переносят задачу выбора компонентов, оптимизации и проектирования топологии с разработчика на устройство, сокращая за счет этого общее время разработки и отладки системы, что, в конечном итоге, влечет сокращение полного цикла от задумки концепции до выхода решения на рынок.

Совместимый с SPI (serial peripheral interface) последовательный интерфейс поддерживает возможность объединения нескольких устройств в цепочку с последовательным опросом на одной трехпроводной шине и имеет опциональный сигнал индикатора занятости. Пользовательский интерфейс совместим с логическими уровнями 1.8 В, 2.5 В, 3 В или 5 В.

Заявленные характеристики продуктов гарантированно обеспечиваются в диапазоне температур от −55°C до +125°C.

Области применения

• Оборудование для автоматического тестирования
• Измерительные приборы с питанием от батарей
• Системы связи
• Системы сбора данных
• Управление технологическими процессами
• Медицинская измерительная техника

The ADuCM350 is a configurable Impedance Converter and Potentiostat with current and voltage measurement capability for both Electrochemical sensors and Biosensors. It is a complete, coin cell powered, high precision, MCU integrated solution for portable device applications such as point-of-care diagnostics and body-worn devices for monitoring vital signs.

The ADuCM350 analog front end (AFE) features a 16-bit, precision, 160 kSPS analog-to-digital converter (ADC); 0.17% precision voltage reference; 12-bit, no missing codes digital-to-analog converter (DAC); and a reconfigurable ultralow leakage switch matrix. It has 4 voltage measurement channels, up to 8 current measurement channels and an impedance measurement DFT engine. The ADuCM350 also includes an ARM Cortex-M3-based processor, memory, and all I/O connectivity to support portable meters with display, USB communication, and active sensors. The ADuCM350 is available in a 120-lead, 8 mm × 8 mm CSP_BGA and operates from −40°C to +85°C.

To support extremely low dynamic and hibernate power management, the ADuCM350 provides a collection of power modes and features, such as dynamic and software controlled clock gating and power gating. The AFE is connected to the ARM Cortex-M3 via an advanced high performance bus (AHPB) slave interface on the advanced microcontroller bus architecture (AMBA) matrix, as well as direct memory access (DMA) and interrupt connections.

Applications

• Point-of-care diagnostics
• Body-worn devices for monitoring vital signs
• Amperometric, voltametric, and impedometric measurements

ADuCM360/ADuCM361 содержат интегрированный резонатор 32 кГц и внутренний высокочастотный генератор 16 МГц. Внутренний или внешний тактовый сигнал подается на программируемый делитель частоты, формирующий сигнал рабочей частоты ядра процессора. Максимальная частота ядра равна 16 МГц и не меняется в зависимости от рабочего напряжения или температуры.

Ядро микроконтроллера представляет собой малопотребляющий 32-разрядный RISC процессор ARM Cortex-M3 с пиковой производительностью 20 MIPS. Процессор имеет конфигурируемый 11-канальный контроллер прямого доступа к памяти (DMA) для работы с периферийными модулями связи (SPI, UART и I2C). Также на кристалле интегрированы 128 кБ энергонезависимой флэш-памяти и 8 кБ статической памяти (SRAM).

Аналоговая подсистема включает в себя 2 АЦП, подключенных к конфигурируемому входному мультиплексору и поддерживающих работу с дифференциальными и несимметричными сигналами. Также на кристалле интегрирован ряд аналоговых функциональных блоков, включая 2 программируемых источника тока возбуждения, диагностические источники тока, генератор напряжения смещения AVDD_REG/2 (900 мВ) для задания синфазного напряжения входного канала и внутренний ключ цепи низкого напряжения, позволяющий отключать внешнюю цепь (например, мостовую схему) между преобразованиями.

АЦП содержат 2 параллельных фильтра: фильтр sinc3 или sinc4 и фильтр sinc2. Фильтр sinc3 или sinc4 используется для прецизионных измерений. Фильтр sinc2 используется для быстрых измерений и детектирования скачкообразных изменений входного сигнала.

Компоненты имеют внутренний источник опорного напряжения с низким шумом и малым дрейфом, а также могут настраиваться для работы в режиме относительных измерений с одним или двумя внешними источниками опорного напряжения. Кроме того, на кристалле интегрированы опциональные буферы внешних опорных напряжений и одноканальный ЦАП с буферизированным выходом напряжения.

ADuCM360/ADuCM361 имеют целый ряд программируемых периферийных модулей: контроллеры последовательных портов UART, I2C и SPI, 19-контактный порт ввода/вывода общего назначения (GPIO), 2 универсальных таймера, таймер пробуждения и сторожевой таймер, 16-разрядный шестиканальный контроллер ШИМ.

ADuCM360/ADuCM361 специально разработаны для систем с питанием от батарей, где критически важно низкое энергопотребление. В нормальном режиме ядро микроконтроллера потребляет 290 мкА/МГц (включая ток потребления флэш-памяти/SRAM). При одновременно активных двух АЦП (с отключенными входными буферами), программируемом усилителе (коэффициент усиления 4), одном SPI порте и всех таймерах можно достичь суммарного потребляемого системой тока на уровне 1 мА.

ADuCM360/ADuCM361 имеют несколько программно выбираемых режимов с пониженным энергопотреблением, включая режим спячки (активен только внутренний таймер пробуждения) с потребляемым током всего 4 мкА. Пробуждение устройства из режима спячки возможно по внешним сигналам прерывания или активности таймера пробуждения. Данный режим позволяет компоненту поддерживать очень низкое энергопотребление, при этом продолжая реагировать на асинхронные внешние прерывания или периодические события.

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

• Промышленные системы автоматизации и управления технологическими процессами
• Интеллектуальные прецизионные измерительные системы
• Интеллектуальные датчики с питанием от токовой петли 4 -20 мА
• Медицинские приборы, контроль состояния пациентов