AD4130-4 是一款超低功耗、高精度测量解决方案，适用于低带宽电池供电应用。
AD4130-4 完全集成的模拟前端 (AFE) 包括可用于多达 8 个单端或 4 个差动输入的多路复用器、可编程增益放大器 (PGA)、24 位 Σ-Δ (Σ-Δ) 模数转换器 (ADC)、片内基准电压和振荡器、可选滤波器选项、智能时序控制器、传感器偏置和激发选项、诊断以及新添加的功能，可改善使用电池运行的寿命（一颗纽扣电池可使用 5 年以上），即先进先出 (FIFO) 缓冲器和占空比。
使用 AD4130-4，用户可以在连续转换的过程中测量电流消耗为 28.5 μA（增益 = 1）和 32.5 μA（增益 = 128）的低频信号，甚至可以在使用其中一种占空比选项时在平均电流更低的情况下进行测量。AD4130-4 可配置为具有 4 个差分输入或 8 个单端或伪差分输入，连接到交叉点多路复用器，其中任何输入对都可以成为 PGA 和 ADC 的测量通道输入。
AD4130-4 设计允许用户采用 1.71 V 至 3.6 V 的单模拟电源电压进行工作。在电池应用中，低至 1.71 V 的工作电压可以延长系统寿命，因为即使电池电压消散，AFE 仍可以继续工作。数字电源可以单独提供，范围从 1.65 V 到 3.6 V。
降低电流消耗的同时，片上 FIFO 缓冲器集成可以与智能序列器配合使用，让 AD4130-4 成为一个自主测量系统，从而让微控制器能够长时间处于休眠状态。
智能中断功能让用户对错误检测和安全性更有信心。用户可以启用中断信号，在 FIFO 中的样本达到预定义值或超过用户可编程阈值时触发。
AD4130-4 提供以下主要模拟功能，以便简单有效地连接到用于测量温度、负载和压力的传感器：
- PGA：由于可编程增益（1 到 128）和低输入电流的高输入阻抗，PGA 允许直接连接到具有低输出幅度的换能器，如电阻桥、热电偶和电阻温度检测器 (RTD)。
- 电容式 PGA 允许全共模输入范围，这为设计人员提供了更大的裕度，以应对广泛变化的输入共模。更宽的共模输入范围可提高整体分辨率，在比率测量中非常有效。
- 低漂移精密电流源。IEXC0 和 IEXC1 电流源可用于激发 2 线、3 线和 4 线 RTD。激励电流输出选项包括 100 nA、10 μA、20 μA、50 μA、100 μA、150 μA 和 200 μA。
- 低侧电源开关 (PDSW) 可用于在转换之间关闭桥式传感器。可以在序列器内按通道控制 PDSW，在整个系统内实现最佳时序和节能。PDSW 还支持在低功率系统中使用更高功率的模拟传感器。
- 热电偶的电压偏置（VBIAS 源将通道的共模电压设置为 AVDD/2）。
- 智能序列器支持按照预定顺序转换每个启用的预配置通道，支持传感器、系统检查和诊断测量混合交替进行。使用序列器后不再需要与设备重复进行串行接口通信。16 个通道可以按顺序进行配置，每个通道可从八个预定义的 ADC 设置中进行选择，可以选择增益、滤波器类型、输出数据传输率、缓冲、时序和参考源。
高水平的集成前端功能加上小型封装选项可实现更小的终端解决方案。例如，AD4130-4 除了接受外部差分基准之外，还集成了低热漂移带隙基准，并且可以进行内部缓冲。
在安全关键应用中，AD4130-4 包括诊断功能，例如通过熔断电流进行开线检测、内部温度传感器、参考检测以及模拟输入过压和欠压检测。数字接口中包含附加诊断功能，例如循环冗余校验 (CRC) 和串行接口检查，以实现稳健的通信链路。
关键特性和优势
- 超低电流消耗（典型值）
- 32 µA：连续转换模式（增益 = 128）
- 5 µA：占空比模式（比率 = 1/16）
- 0.5 µA：待机模式
- 0.1 µA：断电模式
- 内置系统级节能功能
- 节电占空比：1/4 或 1/16
- 智能序列器和每通道配置最大限度地减少主机处理器负载
- 深度嵌入式 FIFO 最大限度地减少主机处理器负载（256 个样本的深度）
- 自主 FIFO 中断功能、阈值检测
- 单电源供电低至 1.71 V，延长电池使用时间
- RMS 噪声：1.17 SPS 时为 25 nV rms（增益 = 128） − 48 nV/√Hz
- 最高 22 个无噪声位数（增益 = 1）
- 输出数据传输率：1.17 SPS 到 2.4 kSPS
- 采用 1.71 V 至 3.6 V 单电源或 ±1.8 V 分离电源供电
- 带隙基准，最大漂移为 15 ppm/°C
- 具有轨到轨模拟输入的 PGA
- 适应性传感器接口功能
- 为 RTD 匹配的可编程激励电流
- 用于热电偶的片上偏置电压发生器
- 用于桥式传感器的低侧电源开关
- 传感器开路检测
- 内部温度传感器和振荡器
- 自我校准和系统校准
- 灵活的过滤选项
- 同步 50 Hz/60 Hz 抑制（基于选定的滤波器选项）
- 通用输出
- 诊断功能
- 交叉点多路复用输入
- 4 个差分/8 个伪差分输入
- 5 MHz SPI（3 线或 4 线）
- 采用 35 球、2.7 mm × 3.56 mm WLCSP 和 32 引脚、5 mm × 5 mm LFCSP 封装
- 温度范围： −40°C 至 +105°C (WLCSP)， −40°C 至 +125°C (LFCSP)
- AD4130-4 LFCSP pin 与 AD7124-4 LFCSP 兼容
应用
- 智能变送器
- 无线电池和采集器供电的传感器节点
- 便携式仪器仪表
- 温度测量：热电偶、热电阻、热敏电阻
- 压力测量：桥式变送器
- 医疗保健和可穿戴设备
框图和表格
特色零部件
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