El AD7134 de Analog Devices, es un convertidor analógico a digital (ADC) de cuatro canales, de bajo ruido, de muestreo simultáneo y de precisión que ofrece funcionalidad, rendimiento y facilidad de uso.
Basado en el esquema de modulación sigma-delta de tiempo continuo (CTSD), el AD7134 elimina el muestreo tradicionalmente requerido de los circuitos capacitores conmutados que precede al modulador Σ-Δ, lo que lleva a una distensión del requisito de conducción de la entrada del ADC. La arquitectura CTSD también rechaza inherentemente señales alrededor de la banda de frecuencia aliasing de ADC, lo que le da al dispositivo su capacidad antialiasing inherente y elimina la necesidad de un filtro antialiasing externo complejo.
El AD7134 tiene cuatro canales convertidores independientes en paralelo, cada uno con un modulador CTSD y una ruta de diezmado y filtrado digital. El AD7134 permite el muestreo simultáneo de cuatro fuentes de señal independientes, cada una de las cuales admite un ancho de banda de entrada máximo de 391,5 kHz y logra una coincidencia de fase estrecha entre estas cuatro mediciones de señal. El alto nivel de integración de los canales, junto con su requisito simplificado de interfaz analógica, permite que el AD7134 proporcione una solución de adquisición de datos multicanal de alta densidad en un factor de forma pequeño.
La propiedad de simplificación de la cadena de señales del AD7134 también mejora el rendimiento del nivel del sistema a través de la reducción de ruido, error, desajuste y distorsión que normalmente introducen los circuitos de la interfaz analógica.
El AD7134 ofrece un excelente rendimiento de CC y CA. El ancho de banda de cada canal de ADC va de CC a 391,5 kHz, lo que hace que el dispositivo sea un candidato ideal para las soluciones universales de adquisición de datos de precisión que admiten una amplia gama de tipos de sensores, desde la temperatura y la presión hasta la vibración y los golpes.
El AD7134 ofrece un gran número de características y opciones de configuración, lo que da al usuario la flexibilidad de lograr el equilibrio óptimo entre ancho de banda, ruido, precisión y potencia para una determinada aplicación.
Un convertidor asíncrono integrado de frecuencia de muestreo (ASRC) permite al AD7134 controlar con precisión la relación de diezmado y, a su vez, la tasa de transferencia de datos de salida (ODR) mediante técnicas de interpolación y remuestreo. El AD7134 admite una amplia gama de frecuencias ODR, desde 0,01 kSPS hasta 1496 kSPS con una resolución de ajuste inferior a 0,01 SPS, lo que permite al usuario variar a nivel granular la velocidad de muestreo para lograr uno coherente. El valor ODR puede controlarse a través de los registros ODR_VAL_INT_x y ODR_VAL_FLT_x (Registro 0x16 al Registro 0x1C, modo maestro ASRC), o mediante una fuente de reloj externo (modo esclavo ASRC). El funcionamiento en modo esclavo del ASRC permite el muestreo sincrónico entre múltiples dispositivos AD7134 a un solo reloj del sistema. El ASRC simplifica el requisito de distribución del reloj dentro de un sistema de adquisición de datos de ancho de banda medio puesto que ya no requiere un reloj maestro de alta frecuencia y baja vibración de la interfaz digital para enviarse a cada ADC.
El ASRC actúa como un filtro digital y diezma los datos de sobremuestreo del modulador Σ-Δ a una tasa menor para favorecer una mayor precisión. Luego, uno de los perfiles de filtro digital seleccionables por el usuario de AD7134 procesa los datos de ADC para rechazar aún más las señales y ruidos fuera de banda, y reducir la tasa de transferencia de datos al valor ODR final deseado.
El AD7134 ofrece tres opciones principales de perfil de filtro digital: un filtro de banda ancha de baja ondulación con un perfil de frecuencia de pared y un rango ODR de 2,5 kSPS a 374 kSPS que es adecuado para el análisis del dominio de frecuencia, un filtro sinc3 de respuesta rápida con un rango ODR de 0,01 kSPS a 1496 kSPS que es adecuado para el análisis de dominio de tiempo de baja latencia y tipos de entrada de alto rango dinámico de baja frecuencia, y un filtro sinc6 equilibrado con una gama ODR de 2,5 kSPS a 1496 MSPS, que ofrece un rendimiento de ruido y un tiempo de respuesta óptimos.
El AD7134 también es capaz de realizar un promedio incorporado de entre dos o cuatro de sus canales de entrada. El resultado es una mejora de cerca de 3 dB, si se combinan dos canales, o de 6 dB, si se combinan los cuatro canales en el rango dinámico, mientras se mantiene el ancho de banda.
El AD7134 admite dos esquemas de configuración de dispositivos: interfaz periférica en serie (SPI) y configuración de pin de hardware (modo de control de pin). El modo de control SPI ofrece acceso a todas las características y opciones de configuración disponibles en el AD7134. El modo de control SPI también permite el acceso a las características integradas de diagnóstico diseñadas para permitir un diseño de sistema robusto. El modo de control de pin ofrece el beneficio de simplificar la configuración del dispositivo, lo que permite que este funcione de forma autónoma después del encendido en modo autónomo.
Además del SPI opcional, el AD7134 tiene una interfaz de datos flexible e independiente para transmitir los datos de salida de ADC. La interfaz de datos puede actuar como maestro o esclavo de un bus con varias opciones de reloj para admitir múltiples protocolos de comunicación de bus. La interfaz de datos también admite la conexión en cadena y un modo opcional mínimo de entrada/salida (E/S) diseñado para reducir al mínimo el número de canales de aislador digital necesarios en aplicaciones aisladas.
El AD7134 tiene un rango de operación de temperatura ambiente de 0 °C a 85 °C. El dispositivo está alojado en un paquete de escala de chip de marco de plomo de 8 mm × 8 mm, de 56 conductores (LFCSP).
Características y beneficios clave
- • El antialiasing inherente (hasta 102 dB) elimina el filtro externo, ahorra espacio en la placa (hasta un 70 %), simplifica el diseño del cliente (cadena de señal libre de componentes pasivos) y mejora el ajuste de fase.
- • La entrada resistiva de fácil manejo simplifica el diseño del cliente y elimina o reduce los requisitos del controlador ADC.
- • La coincidencia de fase de canal a canal; 1,6 ns (o 0,011 deg a 20 kHz) mejora el rendimiento del sistema para las mediciones de CA.
Aplicaciones
- • Instrumentación: instrumentación científica, ET&M, prueba de audio
- • Industrial: monitoreo basado en las condiciones
- • Industria aeroespacial y de defensa: sonar
- • Instrumentación médica: EMG, ECG, EEG
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