優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)

模擬輸入

• 800 kSPS，16位精度 ADC
• 極低漏電流、可編程開關(guān)矩陣，用于定制傳感器連接
• 高精度電壓、電流、恒電位儀和阻抗測(cè)量
• 6個(gè)外部電流測(cè)量通道
• 高達(dá) 24 個(gè)電壓通道
• 阻抗測(cè)量引擎最高可達(dá) 200 kHz
• ADC 輸入路徑
  • 輸入緩沖器
  • 可編程 TIA 增益
  • 可編程增益放大器，增益值為 1、1.5、2、4 和 9
  • AAF

電壓 DAC

• 雙輸出電壓DAC，輸出范圍為 0.2 V 至 2.4 V (傳感器電壓為 ±2.2 V)
• 12 位 V_BIAS 輸出到偏置恒電位放大器
• 6 位 V_ZERO 輸出到偏置 TIA
• 超低功耗：1 μA。
• 1 個(gè)高速 12 位 DAC
  • 輸出范圍：±600 mV
  • 輸出可編程增益放大器，增益設(shè)置為 1 和 0.025

放大器、加速器和基準(zhǔn)電壓源

• 1 個(gè)低功耗、低噪聲恒電位儀放大器，適用于電化學(xué)檢測(cè)中的恒電位偏置
• 1 個(gè)低功耗、低噪音 TIA，適用于測(cè)量傳感器電流輸出
  • 用于傳感器輸出的可編程負(fù)載和增益電阻
• 模擬硬件加速器
  • 數(shù)字波形發(fā)生器
  • 接收濾波器
  • 復(fù)阻抗測(cè)量（DFT）引擎
• 1 個(gè)高速 TIA，可處理高達(dá) 200 kHz 的寬帶寬輸入信號(hào)
• 數(shù)字波形發(fā)生器，用于產(chǎn)生正弦波和梯形波形
• 2.5 V 和 1.82 V 內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源

系統(tǒng)級(jí)節(jié)能

• 快速啟動(dòng)和關(guān)斷模擬模塊，用于工作循環(huán)
• 可編程 AFE 時(shí)序控制器，可最大限度地減少主機(jī)控制器的工作量
• 6 kB SRAM 用于預(yù)編程 AFE 序列
• 超低功耗、恒電位儀通道：?jiǎn)⒂脮r(shí)為 6.5 μA

智能傳感器同步和數(shù)據(jù)收集

• 傳感器測(cè)量的循環(huán)精確控制
• 時(shí)序控制器控制的 GPIO

片內(nèi)外設(shè)

• SPI 串行輸入/輸出
• 喚醒定時(shí)器
• 中斷控制器

電源

• 2.8 V 至 3.6 V 電源
• 兼容 1.8 V 輸入/輸出
• POR
• 啟動(dòng) LPDAC 和恒電位儀的休眠模式，以維持傳感器偏置

封裝和溫度范圍

• 3.6 mm × 4.2 mm、56 球 WLCSP。
• 完全適合 ?40°C 至 +85°C 范圍

應(yīng)用

• 電化學(xué)測(cè)量
• 恒電位儀/電流/伏安法/循環(huán)伏安法
• 生物阻抗應(yīng)用
  • 皮膚阻抗
  • 身體阻抗
• 連續(xù)血糖監(jiān)測(cè)
• 電池阻抗

產(chǎn)品詳情

AD5940 是一款高精度、低功耗模擬前端（AFE），專為需要高精度、基于電化學(xué)的測(cè)量技術(shù)（如電流、伏安或阻抗測(cè)量）的便攜式應(yīng)用而設(shè)計(jì)。AD5940 專為測(cè)量皮膚阻抗和人體阻抗而設(shè)計(jì)，也可與 AD8233 AFE 一起用于完整的生物電/生物電位測(cè)量系統(tǒng)。

AD5940 由兩個(gè)高精度激勵(lì)環(huán)路和一個(gè)通用測(cè)量通道組成，可以對(duì)被測(cè)傳感器進(jìn)行廣泛的測(cè)量。第一個(gè)激勵(lì)環(huán)路包括一個(gè)超低功耗、雙輸出串?dāng)?shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）和一個(gè)低功耗、低噪聲恒電位儀放大器。DAC 的一個(gè)輸出控制恒電位儀放大器的同相輸入，另一個(gè)輸出控制跨阻放大器（TIA）的同相輸入。這種低功耗激勵(lì)環(huán)路能夠產(chǎn)生從直流至 200 Hz 的信號(hào)。

第二個(gè)激勵(lì)環(huán)路由一個(gè) 12 位 DAC 組成，稱為高速 DAC。該 DAC 能夠產(chǎn)生高達(dá) 200 kHz 的高頻激勵(lì)信號(hào)。

AD5940 測(cè)量通道具有 16 位、800 kSPS、多通道逐次逼近寄存器（SAR）模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），帶有輸入緩沖器，內(nèi)置抗混疊濾波器（AAF）和可編程增益放大器（PGA）。ADC的輸入電壓范圍為 ±1.35 V。ADC 之前的輸入多路復(fù)用器允許用戶選擇輸入通道進(jìn)行測(cè)量。這些輸入通道包括多個(gè)外部電流輸入、多個(gè)外部電壓輸入和內(nèi)部電壓通道。內(nèi)部通道用于內(nèi)部電源電壓、裸片溫度和基準(zhǔn)電壓源的診斷測(cè)量。

電流輸入包括兩個(gè)帶可編程增益和負(fù)載電阻的 TIA，用于測(cè)量不同類型的傳感器。第一個(gè) TIA，稱為 LPTIA，旨在測(cè)量低帶寬信號(hào)。第二個(gè) TIA，稱為高速 TIA，旨在測(cè)量高達(dá) 200 kHz 的高帶寬信號(hào)。

極低漏電流、低 RON 可編程開關(guān)矩陣將傳感器連接到內(nèi)部模擬激勵(lì)和測(cè)量模塊。該矩陣提供用于連接外部 TIA 增益電阻和校準(zhǔn)電阻的接口。該矩陣還可用于將多個(gè)電子測(cè)量套件多路復(fù)用到同一測(cè)量電極。

提供精密的 1.82 V 和 2.5 V 片內(nèi)基準(zhǔn)電壓源。內(nèi)部 ADC 和 DAC 電路使用該片內(nèi)基準(zhǔn)電壓源，來(lái)確保這些外設(shè)的低漂移性能。

AD5940 測(cè)量模塊可以通過(guò)經(jīng) SPI（串行外設(shè)接口）接口直接寄存器寫入來(lái)進(jìn)行控制，也可以通過(guò)使用預(yù)可編程時(shí)序控制器進(jìn)行控制，該時(shí)序控制器可以自動(dòng)控制 AFE 芯片。6 kB 靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（SRAM）被分區(qū)為深入數(shù)據(jù)先進(jìn)先出（FIFO）存儲(chǔ)器和命令存儲(chǔ)器。

測(cè)量命令存儲(chǔ)在命令存儲(chǔ)器中，測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)在數(shù)據(jù) FIFO 中。許多 FIFO 的相關(guān)中斷可用于指示 FIFO 狀態(tài)，即 FIFO 滿和 FIFO 溢出。

提供 8 個(gè)通用輸入/輸出（GPIO），可使用 AFE 時(shí)序控制器進(jìn)行控制，從而可對(duì)多個(gè)外部傳感器套件進(jìn)行周期精確控制。AD5940 采用 2.8 V 至 3.6 V 電源，額定溫度范圍為 -40°C 至 + 85°C。AD5940 采用 56引腳、3.6 mm × 4.2 mm WLCSP 封裝。

方框圖