ADI：生物学的および化学的センシングのための新しいインピーダンスおよびポテンシオスタットAFE

アナログ・デバイセズは、次世代のバイタルサイン監視デバイスとインテリジェントな電気化学センサーを可能にする新しい電気化学およびインピーダンス測定フロントエンドを発表しました。 AD5940アナログフロントエンドは、ポテンシオスタットと電気化学インピーダンス分光法（EIS）の両方の機能を単一のチップに組み込んでおり、時間領域と周波数領域の両方でセンサー測定を可能にします。このデバイスは、高度なセンサー診断用の統合ハードウェアアクセラレータ、正確なセンサー測定用のクラス最高の低ノイズを備えており、ウェアラブル「常時接続」アプリケーション向けに設計されています。制限があり、同様のパフォーマンスを達成するために複数のICを必要とする従来のディスクリートソリューションと比較して、ADIのシングルチップソリューションは、2リード、3リード、および4リードの電気化学センサーを測定するためのシステム精度とサイズの柔軟性の点で利点があります。これは、工業用ガス検知、液体分析、材料検知、バイタルサイン監視、インピーダンス分光法、疾病管理など、高精度の生物学的および化学的検知がミッションクリティカルであるアプリケーションにとって理想的なソリューションです。

AD5940は、インテリジェントな自律制御を備えた、最低電力、最高性能のインピーダンスおよび電気化学的フロントエンドです。アナログフロントエンドは、ポテンシオスタットおよびインピーダンスベースの電気化学センサー管理のための最先端の統合とパフォーマンスを兼ね備えています。オンチップポテンシオスタットは、アンペロメトリー、ボルタメトリー、インピーダンス測定など、多くの標準的な電気化学ベースの測定技術を可能にします。

AD5940は、皮膚インピーダンスと体インピーダンスの両方の測定のためにヘルスケア関連の生体インピーダンスシステムで使用されるように設計されており、完全な生体電気/生体電位測定システムでAD8233AFEと連携することもできます。

アナログフロントエンドチップは、電圧、電流、インピーダンスを測定できます。このデバイスは、2つのポテンシオスタットループで構成されています。1つは最大200 HzのAC信号を生成できる低帯域幅ループ、もう1つは最大200kHzのAC信号を生成できる高帯域幅ループです。超低電力ポテンシオスタットは、バイアスモードで6.5uAを消費します。

AD5940測定チャネルは、16ビット、800 kSPS、入力バッファを備えたマルチチャネル逐次比較レジスタ（SAR）アナログ-デジタルコンバータ、内蔵アンチエイリアスフィルタ（AAF）、およびプログラム可能なゲインアンプを備えています。 ADCは、±1.35 Vの入力電圧範囲を備えています。ADCの前の入力マルチプレクサにより、ユーザーは測定用の入力チャネルを選択できます。これらの入力チャネルには、複数の外部電流および電圧入力、および内部電圧チャネルが含まれます。内部チャネルにより、内部供給電圧、ダイ温度、および基準電圧のオンチップ診断測定が可能になります。

AD5940測定ブロックは、シリアルペリフェラルインターフェイス（SPI）インターフェイスを介した直接レジスタ書き込みを介して、またはAFEチップの自律制御を提供する事前にプログラム可能なシーケンサーを使用して制御できます。 6 kBのスタティックランダムアクセスメモリは、ディープデータの先入れ先出し（FIFO）およびコマンドメモリ用に分割されています。測定コマンドはコマンドメモリに保存され、測定結果はデー​​タFIFOに保存されます。 FIFOの状態を示すために、いくつかのFIFO関連の割り込みを使用できます。