AD5941 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)的測量技術(shù)（如電流、伏安或阻抗測量）的便攜式應(yīng)用而設(shè)計(jì)。AD5941 專為測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能/生物電位測量系統(tǒng)。
AD5941 由兩個(gè)高精度激勵(lì)環(huán)路和一個(gè)通用測量通道組成，可以對被測傳感器進(jìn)行廣泛的測量。第一個(gè)激勵(lì)環(huán)路包括一個(gè)超低功耗、雙輸出串 DAC 和一個(gè)低功耗、低噪聲恒電位放大器。DAC 的一個(gè)輸出控制恒電位放大器的非反相輸入，另一個(gè)輸出控制 TIA 的非反相輸入。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。
第二個(gè)激勵(lì)環(huán)路包括一個(gè) 12 位 DAC（通常稱為高速 DAC），能夠生成高達(dá) 200 kHz 的高頻激勵(lì)信號。
AD5941 測量通道具有 16 位、800 kSPS 多通道逐次逼近寄存器 (SAR) ADC，帶有輸入緩沖器、內(nèi)置抗混疊濾波器和可編程增益放大器 (PGA)。它的輸入電壓范圍為 ±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)電壓的診斷測量。
電流輸入包括兩個(gè)具有可編程增益和負(fù)載電阻的互阻放大器 (TIA)，用于測量不同類型的傳感器。第一個(gè) TIA 稱為 LPTIA，用于測量低帶寬信號。第二個(gè) TIA 稱為高速 TIA，用于測量高達(dá) 200 kHz 的高帶寬信號。
超低漏電流可編程開關(guān)矩陣用于將傳感器連接到內(nèi)部模擬激勵(lì)和測量模塊。它提供用于連接外部 TIA 增益電阻和校準(zhǔn)電阻的接口。它還可用于將多個(gè)電子測量套件多路復(fù)用到同一可穿戴電極。
提供精密的 1.8 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，來確保這些外設(shè)的低漂移性能。
AD5941 測量模塊可以通過 SPI 接口直接寄存器寫入來進(jìn)行控制，也可以通過使用可預(yù)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 的 SRAM 被分區(qū)為深入數(shù)據(jù) FIFO 和命令 FIFO。測量命令存儲(chǔ)在命令 FIFO 中，測量結(jié)果存儲(chǔ)在數(shù)據(jù) FIFO 中。提供許多 FIFO 相關(guān)中斷，用于指示 FIFO 已滿等狀態(tài)。
提供許多 GPIO，可以使用 AFE 時(shí)序控制器對其進(jìn)行控制。這樣可以通過時(shí)序控制器對多個(gè)外部傳感器套件進(jìn)行周期精確控制。
AD5941 采用 2.7 V 至 3.6 V 電源供電，額定溫度范圍為 ?40°C 至 +85°C。AD5941 采用 48 引腳 7 × 7 mm LFCSP 封裝。
應(yīng)用
- 電化學(xué)測量
- 電化學(xué)氣體傳感器
- 恒電勢器/電流測量/伏安法/循環(huán)伏安法
- 生物阻抗應(yīng)用
- 皮膚阻抗
- 人體阻抗
- 連續(xù)血糖監(jiān)測
- 電池阻抗
- 模擬輸入
- 16位ADC，提供800 kSPS和1.6 MSPS選項(xiàng)
- 電壓、電流和阻抗測量能力
- 內(nèi)部和外部電流和電壓通道
- 超低泄漏開關(guān)矩陣和輸入多路復(fù)用器
- 輸入緩沖器和可編程增益放大器
- 電壓DACs
- 輸出范圍為0.2 V至2.4 V的雙通道輸出電壓DAC
- 12位VBIAS0輸出到偏置恒電勢器
- 6位VZERO0輸出到偏置TIA
- 超低功耗：1 μA
- 1個(gè)高速、12位DAC
- 傳感器輸出范圍至：±607 mV
- 輸出上具有2和0.05增益設(shè)置的可編程增益放大器
- 放大器、加速器和基準(zhǔn)電壓源
- 1個(gè)低功耗、低噪聲恒電勢器放大器，適合電化學(xué)檢測中的恒電勢器偏置
- 1個(gè)低噪聲、低功耗TIA，適合測量傳感器電流輸出
- 50 pA至3 mA范圍
- 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)數(shù)阻抗測量(DFT)引擎
- 1個(gè)高速TIA，可以處理0.015 Hz至200 kHz的寬帶寬輸入信號
- 數(shù)字波形發(fā)生器，用于生成正弦波和梯形波形
- 2.5 V和1.82 V內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源
-
- 降低系統(tǒng)級功耗
- 能夠快速上電和斷電的模擬電路
- 可編程AFE序列器，充分降低了主機(jī)控制器的工作負(fù)載
- 6 kB SRAM，可對AFE序列進(jìn)行預(yù)編程
- 超低功耗恒電勢器通道：上電且所有其他模塊處于休眠模式時(shí)的電流消耗為6.5 μA
- 智能傳感器同步和數(shù)據(jù)采集
- 傳感器測量的精確周期控制
- 受控于序列器的的GPIOs
- 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
- 電源電壓：2.8 V至3.6 V
- 1.82 V輸入/輸出兼容
- 上電復(fù)位
- 集成已上電的低功耗DAC和恒電勢器放大器的休眠模式，以保持傳感器偏置
- 封裝和溫度范圍
- 3.6 mm × 4.2 mm、56引腳WLCSP
- 7 mm × 7 mm、48引腳LFCSP封裝
- 額定工作溫度范圍為-40°C至+85°C
- AD5940和AD5941的額定工作溫度范圍為-40°C至+85°C
- AD5941W的額定工作溫度范圍為-40°C至+105°C
- 通過AEC-Q100汽車應(yīng)用認(rèn)證
- 降低系統(tǒng)級功耗
AD8803
LTC1452
LTC1453
AD8300
AD8522
AD7228A
AD8582
LTC1451
LTC1257
DAC8512
DAC8562
DAC8426
DAC8228
AD557
AD7228
AD7224
AD558
AD5941
