L'ADAQ4224 è una soluzione di catena di segnale per l'acquisizione dati (DAQ) di precisione μModule® che riduce il ciclo di sviluppo di un sistema di misurazione di precisione, trasferendo la sfida della progettazione della catena di segnale relativa a selezione, ottimizzazione e layout dei componenti dal progettista al dispositivo. Con una INL massima garantita di ±1,0 ppm e nessun codice mancante a 24 bit, l'ADAQ4224 raggiunge prestazioni di precisione ineguagliabili da −40 °C a +105 °C.
Utilizzando la tecnologia SiP (System-in-Package), l'ADAQ4224 combina i comuni blocchi di elaborazione del segnale richiesti in una soluzione di acquisizione dati in un package CSP_BGA a 178 sfere, 14 mm × 9 mm, passo 0,8 mm, di dimensioni ridotte.
L'ADAQ4224 integra gli elementi seguenti:
- Un amplificatore da strumentazione a guadagno programmabile (PGIA), a basso rumore e alta larghezza di banda.
- Un filtro anti-aliasing di secondo ordine.
- Un driver ADC a basso rumore, bassa distorsione e ampia larghezza di banda.
- Un ADC con registro ad approssimazioni successive (SAR) da 24 bit e 2 MSPS ad alta precisione.
- Un sensore di temperatura compatibile I2C, elettricamente isolato, con un'accuratezza eccellente di ±1 °C massimo.
- Un regolatore a bassa caduta di tensione (LDO) da 1,8 V.
- Passivi critici per le prestazioni.
L'ADAQ4224 incorpora componenti passivi critici con caratteristiche di adattamento e deriva superiori, utilizzando la tecnologia iPassive® di Analog Devices, Inc., per ridurre al minimo le fonti di errore dipendenti dalla temperatura e offrire prestazioni ottimizzate. L'integrazione dell'alimentazione critica e dei condensatori di bypass di riferimento riduce la sensibilità al layout della scheda a livello di sistema. La riduzione dell'ingombro della soluzione consente di aggiungere più funzioni all'interno del sistema e quindi di ottenere strumenti con fattore di forma più piccolo senza sacrificare le prestazioni.
L'integrazione del sistema risolve numerose sfide progettuali, mentre il modulo fornisce comunque la flessibilità di un PGIA configurabile per consentire regolazioni di guadagno o attenuazione, oltre a supportare l'acquisizione di segnali sia single-ended che differenziali. μ La rapida stabilizzazione dello stadio driver di PGIA e ADC e l'assenza di latenza dell'ADC SAR offrono una soluzione unica per architetture di catene di segnali multiplex e applicazioni con loop di controllo con un numero elevato di canali.
Le funzionalità digitali includono l'interfaccia periferica seriale Flexi-SPI (SPI), che consente l'accesso ai dati tramite più modalità SPI, nonché la correzione dell'offset, la regolazione del guadagno e la media, riducendo il carico sul processore host. Un'ampia finestra di clock dei dati, più linee SDO e il clocking dei dati DDR opzionale abbassano la frequenza di clock seriale durante il funzionamento alla massima velocità di 2 MSPS e facilitano l'isolamento della soluzione DAQ, riducendo la dissipazione della potenza e l'EMI. La modalità Echo Clock e la modalità Host Clock dell'ADAQ4224 allentano i requisiti di temporizzazione e semplificano l'uso degli isolatori digitali.
Il controllo del guadagno PGIA Flexi-SPI e l'interfaccia utente seriale del sensore di temperatura compatibile I2C sono compatibili con la logica da 1,2 V a 1,8 V tramite alimentazione logica separata VIO. Il funzionamento dell'ADAQ4224 è specificato da −40°C a +105°C.
Caratteristiche principali e vantaggi
- Alte prestazioni
- Throughput: 2 MSPS, nessuna latenza
- INL: ±1 ppm massimo da −40 °C a 105 °C
- Gamma dinamica totale del sistema: 128 dB tipica
- SNR: 106,5 dBFS tipico, THD: −122 dB tipico
- Deriva dell'errore di offset: +4,1 μV/°C massimo
- Deriva dell'errore di guadagno: +1,50 ppm/°C massimo
- Le funzionalità di facilità d'uso riducono la complessità del sistema
- Filtro anti-aliasing di secondo ordine a 270 kHz
- Opzioni di guadagno PGIA High-Z: 1/3, 5/9, 20/9, 20/3
- Tensione di riferimento esterna flessibile: 4,096 V o 5,0 V
- Intervalli di tensione di ingresso differenziale, ±REFIN/Guadagno: ±15 V, ±9 V, ±2,25 V, ±0,75 V
- Ampio intervallo di tensione di ingresso in modalità comune: da −8 V a +10 V
- Bassa corrente di polarizzazione in ingresso: ±20 pA tipica
- La soluzione ad alta densità riduce l'ingombro del sistema
- 14 mm × 9 mm, passo 0,8 mm, CSP BGA a 178 sfere
- Riduzione dell'ingombro di 4 volte rispetto alla soluzione discreta equivalente
- Buffer di riferimento integrato con generazione VCM interna
- Dissipazione di potenza totale: 446 mW tipici a 2 MSPS
- Sensore di temperatura compatibile con I2C da 1,8 V, elettricamente isolato
- Interfaccia digitale Flexi-SPI
- 1, 2 o 4 linee SDO consentono un SCK più lento
- La modalità Echo clock semplifica l'uso dell'isolante digitale
- Compatibile con logica da 1,2 V a 1,8 V
- Interfaccia di controllo del guadagno PGIA (A0, A1)
- Risoluzione del campione estesa a 30 bit
- Bit di overrange e sincronizzazione
Applicazioni
- Apparecchiature per test automatici
- Automazione di macchine
- Controlli di processo
- Strumentazione medica e industriale
- Anelli di controllo digitali
Scheda di valutazione
L' ADAQ4224 può essere valutato con l' EV-ISO-4224-FMCZ o l' EVAL-ADAQ4224-FMCZ.
Diagrammi a blocchi e tabelle
Parti rilevanti
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