優勢和特點

模擬輸入

• 800 kSPS，16位精度 ADC
• 極低漏電流、可編程開關矩陣，用于定制傳感器連接
• 高精度電壓、電流、恒電位儀和阻抗測量
• 6個外部電流測量通道
• 高達 24 個電壓通道
• 阻抗測量引擎最高可達 200 kHz
• ADC 輸入路徑
  • 輸入緩沖器
  • 可編程 TIA 增益
  • 可編程增益放大器，增益值為 1、1.5、2、4 和 9
  • AAF

電壓 DAC

• 雙輸出電壓DAC，輸出范圍為 0.2 V 至 2.4 V (傳感器電壓為 ±2.2 V)
• 12 位 V_BIAS 輸出到偏置恒電位放大器
• 6 位 V_ZERO 輸出到偏置 TIA
• 超低功耗：1 μA。
• 1 個高速 12 位 DAC
  • 輸出范圍：±600 mV
  • 輸出可編程增益放大器，增益設置為 1 和 0.025

放大器、加速器和基準電壓源

• 1 個低功耗、低噪聲恒電位儀放大器，適用于電化學檢測中的恒電位偏置
• 1 個低功耗、低噪音 TIA，適用于測量傳感器電流輸出
  • 用于傳感器輸出的可編程負載和增益電阻
• 模擬硬件加速器
  • 數字波形發生器
  • 接收濾波器
  • 復阻抗測量（DFT）引擎
• 1 個高速 TIA，可處理高達 200 kHz 的寬帶寬輸入信號
• 數字波形發生器，用于產生正弦波和梯形波形
• 2.5 V 和 1.82 V 內部基準電壓源

系統級節能

• 快速啟動和關斷模擬模塊，用于工作循環
• 可編程 AFE 時序控制器，可最大限度地減少主機控制器的工作量
• 6 kB SRAM 用于預編程 AFE 序列
• 超低功耗、恒電位儀通道：啟用時為 6.5 μA

智能傳感器同步和數據收集

• 傳感器測量的循環精確控制
• 時序控制器控制的 GPIO

片內外設

• SPI 串行輸入/輸出
• 喚醒定時器
• 中斷控制器

電源

• 2.8 V 至 3.6 V 電源
• 兼容 1.8 V 輸入/輸出
• POR
• 啟動 LPDAC 和恒電位儀的休眠模式，以維持傳感器偏置

封裝和溫度范圍

• 3.6 mm × 4.2 mm、56 球 WLCSP。
• 完全適合 ?40°C 至 +85°C 范圍

應用

• 電化學測量
• 恒電位儀/電流/伏安法/循環伏安法
• 生物阻抗應用
  • 皮膚阻抗
  • 身體阻抗
• 連續血糖監測
• 電池阻抗

產品詳情

AD5940 是一款高精度、低功耗模擬前端（AFE），專為需要高精度、基于電化學的測量技術（如電流、伏安或阻抗測量）的便攜式應用而設計。AD5940 專為測量皮膚阻抗和人體阻抗而設計，也可與 AD8233 AFE 一起用于完整的生物電/生物電位測量系統。

AD5940 由兩個高精度激勵環路和一個通用測量通道組成，可以對被測傳感器進行廣泛的測量。第一個激勵環路包括一個超低功耗、雙輸出串數模轉換器（DAC）和一個低功耗、低噪聲恒電位儀放大器。DAC 的一個輸出控制恒電位儀放大器的同相輸入，另一個輸出控制跨阻放大器（TIA）的同相輸入。這種低功耗激勵環路能夠產生從直流至 200 Hz 的信號。

第二個激勵環路由一個 12 位 DAC 組成，稱為高速 DAC。該 DAC 能夠產生高達 200 kHz 的高頻激勵信號。

AD5940 測量通道具有 16 位、800 kSPS、多通道逐次逼近寄存器（SAR）模數轉換器（ADC），帶有輸入緩沖器，內置抗混疊濾波器（AAF）和可編程增益放大器（PGA）。ADC的輸入電壓范圍為 ±1.35 V。ADC 之前的輸入多路復用器允許用戶選擇輸入通道進行測量。這些輸入通道包括多個外部電流輸入、多個外部電壓輸入和內部電壓通道。內部通道用于內部電源電壓、裸片溫度和基準電壓源的診斷測量。

電流輸入包括兩個帶可編程增益和負載電阻的 TIA，用于測量不同類型的傳感器。第一個 TIA，稱為 LPTIA，旨在測量低帶寬信號。第二個 TIA，稱為高速 TIA，旨在測量高達 200 kHz 的高帶寬信號。

極低漏電流、低 RON 可編程開關矩陣將傳感器連接到內部模擬激勵和測量模塊。該矩陣提供用于連接外部 TIA 增益電阻和校準電阻的接口。該矩陣還可用于將多個電子測量套件多路復用到同一測量電極。

提供精密的 1.82 V 和 2.5 V 片內基準電壓源。內部 ADC 和 DAC 電路使用該片內基準電壓源，來確保這些外設的低漂移性能。

AD5940 測量模塊可以通過經 SPI（串行外設接口）接口直接寄存器寫入來進行控制，也可以通過使用預可編程時序控制器進行控制，該時序控制器可以自動控制 AFE 芯片。6 kB 靜態隨機存取存儲器（SRAM）被分區為深入數據先進先出（FIFO）存儲器和命令存儲器。

測量命令存儲在命令存儲器中，測量結果存儲在數據 FIFO 中。許多 FIFO 的相關中斷可用于指示 FIFO 狀態，即 FIFO 滿和 FIFO 溢出。

提供 8 個通用輸入/輸出（GPIO），可使用 AFE 時序控制器進行控制，從而可對多個外部傳感器套件進行周期精確控制。AD5940 采用 2.8 V 至 3.6 V 電源，額定溫度范圍為 -40°C 至 + 85°C。AD5940 采用 56引腳、3.6 mm × 4.2 mm WLCSP 封裝。

方框圖