El AD4130-4 es una solución de medición de alta precisión y consumo ultrabaja para aplicaciones alimentadas por batería de bajo ancho de banda.
La interfaz analógica totalmente integrada (AFE) de AD4130-4 incluye un multiplexor para hasta 8 entradas con extremo único o 4 entradas diferenciales, amplificador de ganancia programable (PGA), convertidor analógico a digital (ADC) sigma-delta (Σ-Δ) de 24 bits, oscilador y referencia en chip, opciones de filtro seleccionables, secuenciador inteligente, polarización del sensor y opciones de excitación, diagnósticos y funciones que se incluyeron hace poco para mejorar la vida útil de la batería (más de 5 años en una pila de botón), es decir, un búfer de primero en entrar, primero en salir (FIFO) y ciclo de trabajo automatizado.
AD4130-4 permite a los usuarios medir señales de baja frecuencia con un consumo de corriente de 28.5 μA (ganancia = 1) y 32.5 μA (ganancia = 128) mientras convierten de forma continua, e incluso corrientes promedio más bajas cuando se utiliza una de las opciones de ciclo de trabajo automatizado. AD4130-4 se puede configurar para tener 4 entradas diferenciales u 8 entradas con extremo único o pseudodiferenciales, que se conectan a un multiplexor de puntos de intersección, donde cualquier par de entradas puede convertirse en una entrada de canal de medición para el PGA y el ADC.
El AD4130-4 está diseñado para permitir al usuario operar desde un único voltaje de suministro analógico de 1,71 V a 3,6 V. En aplicaciones de batería, el funcionamiento a tan solo 1,71 V puede extender la vida útil del sistema, ya que el AFE puede continuar su funcionamiento, incluso cuando el voltaje de la batería se disipa. La alimentación digital puede ser independiente y oscilar entre 1,65 V y 3,6 V.
Junto con el consumo de corriente reducido, la integración de un buffer FIFO en el chip se puede utilizar junto con el secuenciador inteligente, lo que permite que AD4130-4 se convierta en un sistema de medición autónomo, de modo que el microcontrolador pueda permanecer inactivo durante períodos prolongados.
La funcionalidad de interrupción inteligente proporciona al usuario una mayor confianza tanto en la detección de errores como en la seguridad. El usuario puede habilitar una señal de interrupción para que se active cuando las muestras en el FIFO alcancen un valor predefinido o cuando se supere un umbral programable por el usuario.
Las siguientes funciones analógicas clave se ofrecen en el AD4130-4 para permitir una conexión simple y efectiva a los transductores utilizados para medir temperatura, carga y presión:
- PGA: debido a la ganancia programable (de 1 a 128) y la alta impedancia de entrada con baja corriente de entrada, el PGA permite la conexión directa con transductores con amplitudes de salida bajas, como puentes resistivos, termopares y detectores de temperatura de resistencia (RTD).
- El PGA capacitivo permite un rango de entrada de modo común completo, lo que brinda a los diseñadores un margen mayor para variar ampliamente los modos comunes de entrada. Un rango de entrada de modo común más amplio mejora la resolución general y es muy eficaz en mediciones ratiométricas.
- Fuentes de corriente de precisión de baja deriva. La fuente de corriente IEXC0 e IEXC1 se puede utilizar para estimular RTD de 2, 3 y 4 cables. Las opciones de salida de corriente de excitación incluyen 100 nA, 10 μA, 20 μA, 50 μA, 100 μA, 150 μA y 200 μA.
- El interruptor de potencia del lado bajo (PDSW) se puede utilizar para apagar los sensores del puente entre conversiones. El PDSW se puede controlar dentro del secuenciador canal por canal, lo que permite una sincronización óptima y ahorro de energía en el sistema general. El PDSW también puede permitir que se utilicen sensores analógicos de mayor potencia en un sistema de bajo consumo.
- Polarización de tensión para termopares (la fuente VBIAS establece la tensión de modo común de un canal en AVDD/2).
- El secuenciador inteligente permite la conversión de cada canal preconfigurado habilitado en un orden predeterminado, lo que permite intercalar una combinación de transductores, controles del sistema y mediciones de diagnóstico. El secuenciador elimina la necesidad de una comunicación repetitiva de la interfaz serial con el dispositivo. Los 16 canales se pueden configurar en secuencia, al seleccionar cada uno de ellos entre ocho configuraciones ADC predefinidas que permiten seleccionar la ganancia, el tipo de filtro, la tasa de transferencia de datos de salida, el almacenamiento en búfer, la sincronización y la fuente de referencia.
Los altos niveles de funcionalidad integrada en el front-end, junto con las opciones de paquetes pequeños, permiten soluciones finales más pequeñas. Por ejemplo, AD4130-4 integra una referencia de banda prohibida de baja deriva térmica además de aceptar una referencia diferencial externa, que puede almacenarse internamente en búfer.
En aplicaciones críticas de seguridad, AD4130-4 incluye funcionalidad de diagnóstico como detección de cable abierto a través de corrientes de quemado, sensor de temperatura interno, detección de referencia y detección de sobretensión y subtensión de entrada analógica. Se incluyen diagnósticos agregados en la interfaz digital, como verificación de redundancia cíclica (CRC) y verificaciones de interfaz serial para un enlace de comunicación sólido.
Características y beneficios clave
- Consumo de corriente ultrabajo (típico)
- 32 µA: modo de conversión continua (ganancia = 128)
- 5 µA: modo de ciclo de trabajo (relación = 1/16)
- 0,5 µA: modo de espera
- 0,1 µA: modo de apagado
- Funciones integradas para ahorro de energía a nivel del sistema
- Relación de ciclo de trabajo de ahorro de corriente: 1/4 o 1/16
- El secuenciador inteligente y la configuración por canal minimizan la carga del procesador host
- El FIFO profundamente integrado minimiza la carga del procesador host (profundidad de 256 muestras)
- Funcionalidad de interrupción FIFO autónoma, detección de umbral
- Alimentación única de tan solo 1.71 V que aumenta la duración de la batería
- Ruido RMS: 25 nV rms a 1,17 SPS (ganancia = 128) − 48 nV/√Hz
- Hasta 22 bits sin ruido (ganancia = 1)
- Tasa de transferencia de datos de salida: 1.17 SPS a 2.4 kSPS
- Funciona con una fuente de alimentación única de 1,71 V a 3,6 V o con fuentes divididas de ±1,8 V.
- Referencia de banda de energía con deriva máxima de 15 ppm/°C
- PGA con entrada analógica de carril a carril
- Funcionalidad de interfaz de sensor adaptable
- Corrientes de excitación programables emparejadas para RTD
- Generador de tensión de polarización en chip para termopares
- Interruptor de potencia del lado bajo para transductores de puente
- Detección de cable abierto del sensor
- Sensor de temperatura interna y oscilador
- Calibración propia y del sistema
- Opciones de filtro flexibles
- Eliminación simultánea de 50 Hz/60 Hz (en opciones de filtro seleccionadas)
- Salidas de propósito general
- Funcionalidad de diagnóstico
- Entradas multiplexadas de punto de cruce
- 4 entradas diferenciales/8 pseudo diferenciales
- SPI de 5 MHz (3 o 4 cables)
- Disponible en WLCSP de 35 bolas, 2,7 mm × 3,56 mm y LFCSP de 32 derivaciones, 5 mm × 5 mm
- Rango de temperatura: −40 °C a +105 °C (WLCSP), −40 °C a +125 °C (LFCSP)
- Pines de AD4130-4 LFCSP compatibles con los de AD7124-4 LFCSP
Aplicaciones
- Transmisores inteligentes
- Batería inalámbrica y nodos de sensores alimentados por recolectoras
- Instrumentación portátil
- Medición de temperatura: termopar, RTD, termistores
- Medición de presión: transductores de puente
- Atención médica y dispositivos vestibles
Diagramas de bloques y tablas
Piezas destacadas
Ver Productos relacionados
