AD4130-4는 저대역폭 배터리 구동 애플리케이션을 위한 초저전력, 고정밀 측정 솔루션입니다.
AD4130-4의 완전히 통합된 아날로그 프론트 엔드(AFE)에는 최대 8개의 단일 종단 또는 4개의 차동 입력을 위한 다중 통신용 장치, 프로그래밍 가능 게인 증폭기(PGA), 24비트 시그마-델타(Σ-Δ) 아날로그-디지털 변환기(ADC), 온칩 레퍼런스 및 진동자, 선택 가능한 필터 옵션, 스마트 시퀀서, 센서 바이어싱 및 여기(excitation) 옵션, 진단, 그리고 배터리 구동 수명(코인 셀에서 5년 이상)을 개선하기 위해 새로 추가된 기능인 선입선출(FIFO) 버퍼 및 부하 주기가 포함됩니다.
AD4130-4를 사용하면 사용자는 연속 변환 중에도 28.5 μA(이득 = 1) 및 32.5 μA(이득 = 128)의 전류 소모로 저주파 신호를 측정할 수 있으며, 부하 주기 옵션 중 하나를 사용하면 평균 전류도 더 낮출 수 있습니다. AD4130-4는 4개의 차동 입력 또는 8개의 단일 종단이나 의사 차동 입력 형태로 구성할 수 있으며, 이를 교차 지점 다중 통신용 장치에 연결하면 모든 입력 쌍이 PGA 및 ADC에 대한 측정 채널 입력이 될 수 있습니다.
AD4130-4는 사용자가 1.71V에서 3.6V까지의 단일 아날로그 공급 전압으로 작동할 수 있도록 설계되었습니다. 배터리 애플리케이션의 경우, 배터리 전압이 소모되더라도 AFE가 계속 작동할 수 있도록 1.71V의 낮은 전압에서도 작동할 수 있으므로 시스템 수명을 연장할 수 있습니다. 디지털 공급은 분리되어 있으며 범위는 1.65V ~ 3.6V입니다.
전류 소비 감소는 물론, 온칩 FIFO 버퍼 통합을 스마트 시퀀서와 함께 이용해 AD4130-4를 자율 측정 시스템으로 전환하여 마이크로컨트롤러를 장시간 절전 모드로 전환할 수 있습니다.
지능형 인터럽트 기능은 사용자에게 오류 감지와 안전성에 대한 더 큰 확신을 제공합니다. 사용자는 FIFO의 샘플이 사전 정의된 값에 도달하거나 사용자 프로그래밍 가능 임계값을 초과하면 차단 신호가 트리거되도록 할 수 있습니다.
AD4130-4는 온도, 부하, 압력 측정에 사용되는 변환기에 간단하고 효과적으로 연결할 수 있도록 다음과 같은 주요 아날로그 기능을 제공합니다.
- PGA: PGA는 프로그래밍 가능 이득(1 ~ 128), 높은 입력 임피던스와 낮은 입력 전류 덕분에 저항성 브리지, 열전쌍, 저항 온도 감지기(RTD) 등 출력 진폭이 낮은 트랜스듀서와 직접 인터페이스할 수 있습니다.
- 용량성 PGA는 전체 공통 모드 입력 범위를 허용하므로 설계자는 폭넓게 변하는 입력 공통 모드에 대해 더 큰 마진을 확보할 수 있습니다. 더 넓은 공통 모드 입력 범위는 전반적인 분해능을 향상시키고 비율 측정에 매우 효과적입니다.
- 낮은 드리프트 정밀 전류원. IEXC0 및 IEXC1 전류 소스는 2선, 3선 및 4선 RTD를 여기하는 데 사용할 수 있습니다. 여기 전류 출력 옵션에는 100nA, 10 μA, 20 μA, 50 μA, 100 μA, 150 μA 및 200 μA가 포함됩니다.
- 변환 사이에 브리지 센서의 전원을 차단하는 데 로우 사이드 전력 스위치(PDSW)를 사용할 수 있습니다. PDSW는 채널별로 시퀀서 내에서 제어할 수 있어 전체 시스템에서 최적의 타이밍과 에너지 절감이 가능합니다. PDSW를 사용하면 저전력 시스템에서 더 높은 전력의 아날로그 센서를 사용할 수도 있습니다.
- 열전쌍의 전압 바이어스(VBIAS 소스는 채널의 공통 모드 전압을 AVDD/2로 설정).
- 스마트 시퀀서는 활성화된 각 사전 구성 채널을 미리 정해진 순서대로 변환할 수 있으므로 변환기, 시스템 검사 및 진단 측정을 혼합하여 수행할 수 있습니다. 시퀀서는 장치와의 반복적인 직렬 인터페이스 통신의 필요성을 없애줍니다. 16개 채널을 순서대로 구성할 수 있으며, 각 채널은 게인, 필터 유형, 출력 데이터 정격, 버퍼링, 타이밍 및 레퍼런스 소스를 선택할 수 있는 8개의 사전 정의된 ADC 설정 중에서 선택합니다.
높은 수준의 통합 프런트엔드 기능과 작은 패키지 옵션을 결합하면 보다 작은 엔드 솔루션이 가능합니다. 예를 들어 AD4130-4는 외부 차동 레퍼런스를 수용하는 것 외에도 낮은 열 드리프트 밴드 갭 기준을 통합하며, 이는 내부적으로 버퍼링될 수 있습니다.
안전이 중요한 애플리케이션에서 AD4130-4는 번아웃 전류를 통한 개방 배선 감지, 내부 온도 센서, 기준 감지, 아날로그 입력 과전압 및 저전압 감지와 같은 진단 기능을 포함합니다. 견고한 통신 링크를 위해 순환 중복 검사(CRC) 및 직렬 인터페이스 검사와 같은 디지털 인터페이스에 추가 진단 기능이 포함되어 있습니다.
주요 특징 및 장점
- 초저전류 소비(일반)
- 32 µA: 연속 변환 모드(이득 = 128)
- 5 µA: 듀티 사이클링 모드(비율 = 1/16)
- 0.5 µA: 대기 모드
- 0.1 µA: 절전 모드
- 시스템 수준 전력 절감을 위한 내장 기능
- 전류 절약 부하 주기비: 1/4 또는 1/16
- 스마트 시퀀서와 채널별 구성으로 호스트 프로세서 부하 최소화
- 깊은 내장 FIFO는 호스트 프로세서 부하를 최소화합니다(256개 샘플 깊이)
- 자율 FIFO 인터럽트 기능, 임계값 감지
- 최저 1.71V의 단일 전원 공급으로 배터리 수명 연장
- RMS 노이즈: 1.17 SPS에서 25 nV rms(이득 = 128) − 48 nV/√Hz
- 최대 22개의 노이즈 없는 비트(이득 = 1)
- 출력 데이터 정격: 1.17SPS ~ 2.4kSPS
- 1.71V ~ 3.6V의 단일 전원 공급 또는 ±1.8V의 분할 전원 공급으로 작동
- 최대 드리프트가 15ppm/°C인 밴드갭 기준
- 레일-투-레일 아날로그 입력이 있는 PGA
- 적응형 센서 인터페이싱 기능
- RTD를 위한 정합된 프로그래밍 가능 여기(excitation) 전류
- 열전대용 온칩 바이어스 전압 생성기
- 브리지 트랜스듀서용 로우 사이드 전력 스위치
- 센서 단선 감지
- 내부 온도 센서 및 발진기
- 셀프 및 시스템 보정
- 유연한 필터 옵션
- 동시 50Hz/60Hz 거부(선택된 필터 옵션 기준)
- 범용 출력
- 진단 기능
- 교차 지점 다중 통신용 장치 입력
- 4개의 차동/8개의 가상 차동 입력
- 5MHz SPI(3선 또는 4선)
- 35볼, 2.7mm × 3.56mm WLCSP 및 32리드, 5mm × 5mm LFCSP로 제공
- 온도 범위: −40°C ~ +105°C(WLCSP), −40°C ~ +125°C(LFCSP)
- AD4130-4 LFCSP 핀은 AD7124-4 LFCSP와 호환됩니다.
응용 분야
- 스마트 송신기
- 무선 배터리 및 하베스터 구동 센서 노드
- 휴대용 계측
- 온도 측정: 열전대, RTD, 서미스터
- 압력 측정: 브리지 트랜스듀서
- 헬스케어 및 웨어러블
블록 다이어그램 및 표
주요 부품
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