ADAQ4224: Soluzione di acquisizione dati μModule a 24 bit, 2 MSPS

Acquisizione Dati31 lug 2025

Un ingegnere professionista utilizza un tablet per supervisionare una linea di assemblaggio robotica in un ambiente industriale moderno.

L'ADAQ4224 è una soluzione μModule® per la catena di segnali di acquisizione dati (DAQ) di precisione che riduce il ciclo di sviluppo di un sistema di misurazione di precisione, trasferendo la sfida della progettazione della catena di segnali, comprendente la selezione dei componenti, l'ottimizzazione e il layout, dal progettista al dispositivo. Con un INL massimo garantito di ±1.0 ppm e senza codici mancanti a 24 bit, l'ADAQ4224 offre prestazioni di precisione senza precedenti da −40°C a +105°C.

Utilizzando la tecnologia system-in-package (SIP), l'ADAQ4224 combina i blocchi di elaborazione del segnale comuni richiesti in una soluzione di acquisizione dati in un'area ridotta, con un ingombro di 14 mm × 9 mm, passo di 0,8 mm, confezione CSP_BGA a 178 sfere. L'ADAQ4224 integra i seguenti elementi:

Un amplificatore di strumentazione a guadagno programmabile (PGIA) a basso rumore e alta larghezza di banda.
Un filtro anti-aliasing di secondo ordine.
Un driver ADC a bassa rumorosità, bassa distorsione e alta larghezza di banda.
Un ADC SAR (registro ad approssimazioni successive) a 24 bit, 2 MSPS ad alta precisione.
Un sensore di temperatura elettricamente isolato, compatibile con I2C e con un'eccezionale accuratezza di ±1°C massimo.
Un regolatore LDO (low dropout) da 1,8 V.
Componenti passivi critici per le prestazioni.

The ADAQ4224 incorporates the critical passive components with superior matching and drift characteristics using Analog Devices, Inc., iPassive® technology to minimize temperature dependent error sources and to offer optimized performance. Integrating the critical power supply and reference bypass capacitors reduce sensitivity to the system level board layout. Reducing the solution footprint enables addition of more functions within the system and hence the smaller form factor instruments without sacrificing performance.

The system integration solves many design challenges while the μModule still provides the flexibility of a configurable PGIA to allow gain or attenuation adjustments, as well as supports the acquisition of both single-ended and differential signals. The fast settling of the PGIA and ADC driver stage and no latency of the SAR ADC provide a unique solution for high channel count, multiplexed signal chain architectures and control loop applications.

The digital features include Flexi-SPI serial peripheral interface (SPI), which allow data access via multiple SPI modes as well as offset correction, gain adjustment, and averaging and reduce burden on the host processor. A wide data clocking window, multiple SDO lanes, and optional DDR data clocking reduce the serial clock frequency while operating at full speed of 2 MSPS and make it easier to isolate the DAQ solution, which reduces power dissipation and EMI. Echo clock mode and host clock mode of the ADAQ4224 relax the timing requirements and simplify the use of digital isolators.

The Flexi-SPI, PGIA gain control and I²C-compatible temperature sensor serial user interface is compatible with 1.2 V to 1.8 V logic using a separate VIO supply. The ADAQ4224 operation is specified from −40°C to +105°C.

Caratteristiche principali e vantaggi

High Performance
- Throughput: 2 MSPS, no latency
- INL: ±1 ppm maximum from −40 °C to 105 °C
- Total system dynamic range: 128 dB typical
- SNR: 106.5 dBFS typical, THD: −122 dB typical
- Offset error drift: +4.1 μV/°C maximum
- Gain error drift: +1.50 ppm/°C maximum
Le caratteristiche di facilità d'uso riducono la complessità del sistema - Filtro anti-aliasing di secondo ordine, 270 kHz - Opzioni di guadagno PGIA ad alta impedenza: 1/3, 5/9, 20/9, 20/3 - Tensione di riferimento esterna flessibile: 4,096 V o 5 V - Intervalli di tensione differenziale di ingresso, ±REFIN/Guadagno: ±15 V, ±9 V, ±2,25 V, ±0,75 V - Ampio intervallo di tensione a modo comune in ingresso: −8 V a +10 V - Corrente di polarizzazione di ingresso bassa: ±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-ball - Riduzione dell'ingombro 4× rispetto alla soluzione discreta equivalente - Buffer di riferimento integrato con generazione interna di VCM
Potenza totale dissipata: 446 mW tipica a 2 MSPS
Sensore di temperatura I2C compatibile 1,8 V elettricamente isolato
Interfaccia digitale Flexi-SPI - 1, 2 o 4 corsie SDO consentono un SCK più lento - La modalità di eco clock semplifica l'uso dell'isolatore digitale - Compatibile con logica da 1,2 V a 1,8 V - Interfaccia di controllo del guadagno PGIA (A0, A1) - Risoluzione di campionamento estesa fino a 30 bit - Bit di overrange e sincronizzazione