AD4130-4: 32 μA, 초저전력, 24비트 시그마-델타 ADC(아날로그-디지털 컨버터), 통합 PGA 및 FIFO 포함.

초저전력30 7월 2025

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AD4130-4는 저대역폭 배터리 구동 애플리케이션을 위한 초저전력, 고정밀 측정 솔루션입니다.

AD4130-4의 완전 통합 아날로그 프론트 엔드(AFE)에는 최대 8개의 단일 종단 또는 4개의 차동 입력을 위한 멀티플렉서, 프로그래머블 게인 증폭기(PGA), 24비트 시그마-델타(Σ-Δ) 아날로그-디지털 변환기(ADC), 온칩 기준 전압 및 오실레이터, 선택 가능한 필터 옵션, 스마트 시퀀서, 센서 바이어싱 및 여극 옵션, 진단 기능, 그리고 배터리 작동 수명을 연장할 수 있는 새롭게 추가된 기능(코인 셀로 5년 이상 사용 가능), 즉, 선입선출(FIFO) 버퍼 및 듀티 사이클링이 포함되어 있습니다. AD4130-4는 사용자가 저주파 신호를 측정할 수 있도록 합니다. 연속 변환 중 소비 전류는 (이득 = 1의 경우) 28.5 μA, (이득 = 128의 경우) 32.5 μA이며, 듀티 사이클링 옵션 중 하나를 사용할 경우 평균 전류는 더욱 낮아집니다. AD4130-4는 4개의 차동 입력 또는 8개의 단일 종단 또는 의사 차동 입력으로 구성할 수 있으며, 교차점 멀티플렉서에 연결되어 모든 입력 쌍이 PGA와 ADC에 대한 측정 채널 입력이 될 수 있습니다. AD4130-4는 사용자가 1.71 V에서 3.6 V까지의 단일 아날로그 전원 전압으로 동작할 수 있도록 설계되었습니다. 배터리 애플리케이션의 경우 1.71 V와 같이 낮은 전압에서도 동작 가능하므로, 배터리 전압이 소모되더라도 AFE는 계속 작동할 수 있어 시스템 수명을 연장할 수 있습니다. 디지털 전원은 별도로 구성될 수 있으며 1.65 V에서 3.6 V의 범위를 가집니다. 전력 소모가 줄어든 것과 함께 온칩 FIFO 버퍼가 스마트 시퀀서와 결합하여 AD4130-4를 자율적인 측정 시스템으로 만들 수 있습니다. 이를 통해 마이크로컨트롤러는 장기간 동안 대기 상태를 유지할 수 있습니다. 지능형 인터럽트 기능은 오류 감지 및 안전성에 대한 사용자 신뢰를 높여줍니다. 사용자는 FIFO에 샘플이 정의된 값에 도달하거나 사용자가 프로그래밍한 임계값을 초과할 경우 인터럽트 신호가 트리거되도록 설정할 수 있습니다. AD4130-4는 온도, 하중, 압력을 측정하기 위한 변환기에 간단하고 효과적으로 연결할 수 있도록 다음과 같은 주요 아날로그 기능을 제공합니다:

PGA: 프로그래머블 이득(1에서 128까지)과 낮은 입력 전류를 가진 높은 입력 임피던스 덕분에, PGA는 저항 브리지, 열전대, 저항 온도 탐지기(RTD)와 같은 낮은 출력 진폭을 가진 변환기와의 직접 인터페이스를 지원합니다.
정전 용량 PGA는 전체 공통 모드 입력 범위를 허용하여 설계자가 다양하게 변화하는 입력 공통 모드에 대해 더 넓은 여유를 제공해줍니다. 넓은 공통 모드 입력 범위는 전체 해상도를 향상시키며 비율 측정에 있어 매우 효과적입니다.
저 드리프트 정밀 전류원. IEXC0 및 IEXC1 전류원은 2선, 3선 및 4선 RTD를 활성화하는 데 사용할 수 있습니다. 여기 전류 출력 옵션에는 100 nA, 10 μA, 20 μA, 50 μA, 100 μA, 150 μA, 및 200 μA가 포함됩니다.
저전력 스위치(PDSW)는 변환 사이에서 브리지 센서를 전원 차단하는 데 사용할 수 있습니다. PDSW는 채널별로 시퀀서 내에서 제어할 수 있으므로 전체 시스템에서 최적의 타이밍과 에너지 절약을 제공합니다. 또한 PDSW는 저전력 시스템에서 더 높은 전력을 사용하는 아날로그 센서를 사용할 수 있도록 지원할 수 있습니다.
열전대용 전압 바이어스(VBIAS 소스는 채널의 공통 모드를 AVDD/2로 설정합니다).
스마트 시퀀서는 활성화된 사전 구성된 각 채널을 미리 정해진 순서에 따라 변환할 수 있도록 하며, 이를 통해 변환기, 시스템 점검 및 진단 측정을 교차적으로 수행할 수 있습니다. 시퀀서는 장치와 반복적인 시리얼 인터페이스 통신의 필요성을 없앱니다. 16개의 채널은 시퀀스에서 구성할 수 있으며, 각각 8가지 사전 정의된 ADC 설정 중 하나를 선택할 수 있습니다. 이 설정은 증폭기 선택, 필터 유형, 출력 데이터 속도, 버퍼링, 타이밍 및 기준 소스를 포함합니다.

높은 수준의 통합 프론트엔드 기능과 소형 패키지 옵션이 결합되어 더 작은 엔드 솔루션을 가능하게 합니다. 예를 들어, AD4130-4는 외부 차동 기준 신호를 수용할 수 있을 뿐만 아니라 낮은 열 드리프트 대역폭 기준을 통합하며, 이를 내부적으로 버퍼링할 수 있습니다. 안전이 중요한 애플리케이션에서는 AD4130-4에 진단 기능이 포함되어 있습니다. 소모 전류를 통한 단선 탐지, 내부 온도 센서, 기준 신호 탐지, 아날로그 입력 과전압 및 저전압 탐지가 있습니다. 디지털 인터페이스에서는 순환 중복 검사(CRC)와 직렬 인터페이스 검사와 같은 추가적인 진단 기능이 포함되어 강력한 통신 링크를 제공합니다.

주요 기능 및 혜택

초저전력 소비(typical) - 32 µA: 연속 변환 모드(이득 = 128) - 5 µA: 듀티 사이클링 모드(비율 = 1/16) - 0.5 µA: 대기 모드 - 0.1 µA: 전원 차단 모드
시스템 레벨의 전원 절약을 위한 내장 기능 - 전류 절약 듀티 사이클 비율: 1/4 또는 1/16 - 스마트 시퀴서 및 채널별 구성으로 호스트 프로세서 부하 최소화 - 깊이 256 샘플인 임베디드 FIFO로 호스트 프로세서 부하 최소화 - 자율적인 FIFO 인터럽트 기능, 임계값 감지 - 1.71V까지 낮은 단일 전원 공급으로 배터리 수명 연장
RMS 노이즈: 1.17 SPS에서 25 nV rms (이득 = 128) − 48 nV/√Hz
최대 22개의 노이즈 없는 비트(증폭 = 1)
출력 데이터 속도: 1.17 SPS에서 2.4 kSPS
1.71 V에서 3.6 V의 단일 전원 또는 ±1.8 V의 분리형 전원으로 작동합니다
밴드갭 기준으로 최대 드리프트가 15 ppm/°C
레일 투 레일 아날로그 입력이 가능한 PGA
적응 가능한 센서 인터페이스 기능 - RTD를 위해 조정 가능한 프로그래머블 여기 전류 - 열전쌍을 위한 온칩 바이어스 전압 생성기 - 브리지 변환기를 위한 저측 전력 스위치 - 센서 개방 와이어 감지
내부 온도 센서 및 발진기
자체 및 시스템 보정
유연한 필터 옵션
동시 50 Hz/60 Hz 제거 (선택된 필터 옵션에서)
범용 출력
진단 기능
크로스포인트 멀티플렉스 입력 - 4차 동신호/8차 의사 동신호 입력
5 MHz SPI (3-선 또는 4-선)
35볼, 2.7 mm × 3.56 mm WLCSP 및 32리드, 5 mm × 5 mm LFCSP에서 사용 가능
온도 범위: −40°C에서 +105°C까지 (WLCSP), −40°C에서 +125°C까지 (LFCSP)