ADI:생물학적 및 화학적 감지를 위한 새로운 임피던스 및 전위차 AFE

아나로그디바이스는 차세대 바이탈 사인 모니터링 장치와 지능형 전기화학 센서를 가능하게 하는 새로운 전기화학 및 임피던스 측정 프런트 엔드를 발표했다. AD5940 아날로그 프런트 엔드는 단일 칩에 전위차계 및 EIS(전기화학적 임피던스 분광법) 기능을 모두 통합하여 시간 및 주파수 영역 모두에서 센서 측정을 허용합니다. 이 장치는 고급 센서 진단을 위한 통합 하드웨어 가속기, 정확한 센서 측정을 위한 동급 최고의 저잡음을 특징으로 하며 웨어러블 "상시 작동" 애플리케이션을 위해 설계되었습니다. 한계가 있고 유사한 성능을 달성하기 위해 여러 개의 IC가 필요한 기존의 개별 솔루션과 비교하여 ADI의 단일 칩 솔루션은 2-리드, 3-리드 및 4-리드 전기화학 센서를 측정하기 위한 시스템 정확도 및 크기 유연성 측면에서 이점을 제공합니다. 산업용 가스 감지, 액체 분석, 물질 감지, 바이탈 사인 모니터링, 임피던스 분광법 및 질병 관리와 같이 고정밀 생물학적 및 화학적 감지가 미션 크리티컬한 애플리케이션에 이상적인 솔루션입니다.

AD5940은 지능형 자율 제어 기능을 갖춘 최저 전력, 최고 성능의 임피던스 및 전기 화학적 프런트 엔드입니다. 아날로그 프런트 엔드는 전위차계 및 임피던스 기반 전기화학 센서 관리를 위한 최고의 통합 수준과 성능을 결합합니다. 온칩 potentiostat를 사용하면 전류 측정, 전압 측정 또는 임피던스 측정과 같은 다양한 표준 전기화학 기반 측정 기술을 사용할 수 있습니다.

AD5940은 피부 임피던스 및 신체 임피던스 측정을 위한 의료 관련 생체 임피던스 시스템에서 사용하도록 설계되었으며 완전한 생체 전기/생체전위 측정 시스템에서 AD8233 AFE와 함께 작동하도록 설계되었습니다.

아날로그 프런트 엔드 칩은 전압, 전류 및 임피던스를 측정할 수 있습니다. 이 장치는 최대 200Hz의 AC 신호를 생성할 수 있는 저대역폭 루프와 최대 200kHz의 AC 신호를 생성할 수 있는 고대역폭 루프의 2개의 포텐시오스타트 루프로 구성됩니다. 초저전력 potentiostat는 바이어스 모드에서 6.5uA를 소비합니다.

AD5940 측정 채널은 입력 버퍼가 있는 16비트, 800kSPS, 다중 채널 SAR(연속 근사화 레지스터) 아날로그-디지털 변환기, 내장형 AAF(앤티 앨리어스 필터) 및 프로그래밍 가능한 이득 증폭기를 갖추고 있습니다. ADC의 입력 전압 범위는 ±1.35V입니다. ADC 이전의 입력 mux를 통해 사용자는 측정을 위한 입력 채널을 선택할 수 있습니다. 이러한 입력 채널에는 여러 외부 전류 및 전압 입력과 내부 전압 채널이 포함됩니다. 내부 채널을 통해 내부 공급 전압, 다이 온도 및 기준 전압의 온칩 진단 측정이 가능합니다.

AD5940 측정 블록은 SPI(Serial Peripheral Interface) 인터페이스를 통한 직접 레지스터 쓰기를 통해 제어하거나 AFE 칩의 자율 제어를 제공하는 사전 프로그래밍 가능한 시퀀서를 사용하여 제어할 수 있습니다. 6kB의 정적 랜덤 액세스 메모리는 심층 데이터 선입 선출(FIFO) 및 명령 메모리용으로 분할됩니다. 측정 명령은 명령 메모리에 저장되고 측정 결과는 데이터 FIFO에 저장됩니다. 여러 FIFO 관련 인터럽트를 사용하여 FIFO의 상태를 표시할 수 있습니다.