Analog DevicesAD7134BCPZADC

Il dispositivo AD7134 di Analog Devices, è un convertitore analogico-digitale (ADC) di precisione, a quattro canali, basso rumore e campionamento simultaneo che offre funzionalità, prestazioni e facilità d'uso.

Basandosi sullo schema di modulazione Sigma-Delta a tempo continuo (CTSD), il dispositivo AD7134 rimuove il campionamento dei circuiti del condensatore commutato tradizionalmente necessario che precede il modulatore Σ-Δ, determinando un rilassamento del requisito di azionamento dell'ingresso dell'ADC. L'architettura CTSD, inoltre, rifiuta intrinsecamente i segnali intorno alla banda di frequenza di aliasing dell'ADC, fornendo al dispositivo la propria capacità intrinseca di antialiasing ed eliminando la necessità di un complesso filtro antialiasing esterno.

AD7134 dispone di quattro canali di convertitore indipendenti disposti in parallelo, ciascuno dotato di un modulatore CTSD e di un percorso di decimazione e filtraggio digitale. Il dispositivo AD7134 consente il campionamento simultaneo di quattro sorgenti di segnale distinte, ognuna delle quali supporta un'ampiezza di banda in ingresso massima di 391,5 kHz e consente una corrispondenza di fase stretta tra queste quattro misurazioni del segnale. L'alto livello di integrazione dei canali e il requisito di front-end analogico semplificato consentono all'AD7134 di fornire una soluzione di acquisizione dati multicanale ad alta densità in un fattore di forma ridotto.

La proprietà di semplificazione della catena del segnale di AD7134 migliora anche le prestazioni a livello di sistema, attraverso la riduzione di rumore, errore, mancata corrispondenza e distorsione che viene normalmente introdotta dai circuiti front-end analogici.

Il dispositivo AD7134 offre eccellenti prestazioni in CC e CA. L'ampiezza di banda di ciascun canale ADC varia da CC a 391,5 kHz, rendendo il dispositivo un candidato ideale per le soluzioni di acquisizione dati universali e di precisione che supportano un'ampia gamma di tipi di sensori, da temperatura e pressione, a vibrazioni e urti.

AD7134 offre un gran numero di funzionalità e opzioni di configurazione, garantendo all'utente la flessibilità necessaria per raggiungere l'equilibrio ottimale tra ampiezza di banda, rumore, accuratezza e potenza per una determinata applicazione.

Un convertitore di frequenza di campionamento asincrono integrato (ASRC) consente al dispositivo AD7134 di controllare con precisione il rapporto di decimazione e, di conseguenza, il rate dati in uscita (ODR) utilizzando tecniche di interpolazione e ricampionamento. AD7134 supporta una vasta gamma di frequenze ODR, comprese tra 0,01 kSPS e 1496 kSPS con una risoluzione di regolazione SPS inferiore a 0,01, consentendo all'utente di variare granularmente la velocità di campionamento per ottenere un campionamento coerente. Il valore ODR può essere controllato tramite i registri ODR_VAL_INT_x e ODR_VAL_FLT_x (da registrazione 0x16 a registrazione 0x1C, modalità Master dell'ASRC) o utilizzando una sorgente di clock esterna (modalità Slave dell'ASRC). Il funzionamento in modalità Slave dell'ASRC consente il campionamento sincrono tra più dispositivi AD7134 su un singolo clock di sistema. L'ASRC semplifica i requisiti di distribuzione dei clock all'interno di un sistema di acquisizione dati ad ampiezza di banda media, poiché fa in modo che non sia più necessario che un clock master ad alta frequenza e bassa distorsione del back-end digitale venga instradato a ciascun ADC.

L'ASRC funge da filtro digitale e decima i dati sovracampionati dal modulatore Σ-Δ a un rate inferiore per favorire una maggiore precisione. I dati dell'ADC vengono quindi ulteriormente elaborati da uno dei profili del filtro digitale di AD7134 selezionabili dall'utente per rifiutare ulteriormente i segnali e i rumori fuori banda e ridurre il rate dati al valore ODR finale desiderato.

AD7134 offre tre principali opzioni di profilo del filtro digitale: un filtro a banda larga a bassa ondulazione con un profilo di frequenza a "brick-wall" e un range ODR da 2,5 kSPS a 374 kSPS che è adatto all'analisi del dominio della frequenza, un filtro sinc3 a risposta rapida con un range ODR compreso tra 0,01 kSPS e 1496 kSPS che è adatto all'analisi del dominio temporale a bassa latenza e per i tipi di ingresso a bassa frequenza ed elevata gamma dinamica e un filtro sinc6 bilanciato con un range ODR compreso tra 2,5 kSPS e 1,496 MSPS, che offre prestazioni ottime in termini di rumore e di tempo di risposta.

Il dispositivo AD7134 è anche in grado di eseguire l'averaging integrato tra due o quattro dei propri canali di ingresso. Il risultato è un miglioramento di quasi 3 dB (se vengono combinati due canali) o 6 dB (se vengono combinati tutti e quattro i canali) della gamma dinamica, pur mantenendo inalterata l'ampiezza di banda.

L'AD7134 supporta due schemi di configurazione del dispositivo: una serial peripheral interface (SPI) e una configurazione pin hardware (modalità di controllo tramite pin). La modalità di controllo SPI offre accesso a tutte le funzionalità e alle opzioni di configurazione disponibili su AD7134, oltre a consentire l'accesso alle funzionalità diagnostiche integrate progettate per garantire una robusta progettazione del sistema. La modalità di controllo tramite pin offre il vantaggio di semplificare la configurazione del dispositivo, consentendone il funzionamento autonomo dopo l'accensione in modalità standalone.

Oltre all'SPI opzionale, AD7134 dispone di un'interfaccia dati flessibile e indipendente per la trasmissione dei dati d'uscita dell'ADC. Tale interfaccia dati può fungere da bus master o slave con varie opzioni di clock per supportare diversi protocolli bus di comunicazione. L'interfaccia dati supporta inoltre il collegamento daisy-chain e una modalità di input/output (I/O) minima opzionale progettata per ridurre al minimo il numero di canali di isolatori digitali richiesti in applicazioni isolate.

AD7134 ha un intervallo di temperatura ambiente d'esercizio compreso tra 0 °C e 85 °C. Il dispositivo è alloggiato in un package LFCSP (lead frame chip scale package) da 8 mm × 8 mm, con 56 connettori.

Caratteristiche principali e vantaggi

• •  L'anti-alias intrinseco (fino a 102 dB) elimina il filtro esterno, consente di risparmiare spazio sulla scheda (fino al 70%), semplifica la progettazione da parte del cliente (catena di segnale libera da componenti passivi) e migliora la corrispondenza di fase
• •  L'ingresso resistivo di facile azionamento semplifica la progettazione del cliente ed elimina/riduce i requisiti del driver ADC
• •  Corrispondenza di fase da canale a canale; 1,6 ns (o 0,011 gradi a 20 kHz) migliora le prestazioni del sistema per le misurazioni CA

Applicazioni

• •  Strumentazione: strumentazione scientifica, test e misurazioni elettroniche, test audio
• •  industriale: monitoraggio basato sulle condizioni
• •  Industria aerospaziale e militare: sonar
• •  Strumentazione medica: EMG, ECG, EEG

Diagrammi a blocchi e tabelle

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