ADI:nieuwe impedantie en potentiostaat AFE voor biologische en chemische detectie

Analog Devices heeft een nieuwe front-end voor elektrochemische en impedantiemeting aangekondigd die de volgende generatie apparaten voor het bewaken van vitale functies en intelligente elektrochemische sensoren mogelijk maakt. De AD5940 analoge front-end bevat zowel potentiostaat- als elektrochemische impedantiespectroscopie (EIS) functionaliteit op een enkele chip, waardoor sensormetingen in zowel tijd- als frequentiedomeinen mogelijk zijn. Het apparaat is voorzien van geïntegreerde hardwareversnellers voor geavanceerde sensordiagnostiek, de beste in zijn klasse met weinig ruis voor nauwkeurige sensormetingen en is ontworpen voor draagbare 'always-on'-toepassingen. Vergeleken met traditionele discrete oplossingen die beperkingen met zich meebrengen en meerdere IC's nodig hebben om vergelijkbare prestaties te bereiken, biedt ADI's single-chip-oplossing voordelen in termen van systeemnauwkeurigheid en grootteflexibiliteit voor het meten van 2-leads, 3-leads en 4-leads elektrochemische sensoren. Het is een ideale oplossing voor toepassingen waar biologische en chemische detectie met hoge precisie van cruciaal belang is, zoals industriële gasdetectie, vloeistofanalyse, materiaaldetectie, bewaking van vitale functies, impedantiespectroscopie en ziektebeheer.

De AD5940 is het laagste vermogen, de best presterende impedantie en elektrochemische front-end met intelligente autonome besturing. De analoge front-end combineert toonaangevende integratie- en prestatieniveaus voor op potentiostaat en impedantie gebaseerde elektrochemische sensorbeheer. De on-chip potentiostaat maakt een groot aantal standaard elektrochemische meettechnieken mogelijk, zoals amperometrische, voltametrische of impedantiemetingen.

De AD5940 is ontworpen om te worden gebruikt in zorggerelateerde bio-impedantiesystemen voor zowel huidimpedantie- als lichaamsimpedantiemetingen, en ook om te werken met de AD8233 AFE in een compleet bio-elektrisch/biopotentiaal meetsysteem.

De analoge front-end chip kan spanning, stroom en impedantie meten. Het apparaat bestaat uit twee potentiostaatlussen, een lus met lage bandbreedte die AC-signalen tot 200 Hz kan genereren en een lus met hoge bandbreedte die AC-signalen tot 200 kHz kan genereren. De ultra-low power potentiostaat verbruikt 6.5uA in vooringestelde modus.

Het AD5940-meetkanaal is voorzien van een 16-bit, 800 kSPS, meerkanaals SAR-analoog-naar-digitaal-omzetter met ingangsbuffers, een ingebouwd anti-aliasfilter (AAF) en een programmeerbare versterkingsversterker. De ADC heeft een ingangsspanningsbereik van ± 1,35 V. Een ingangsmux vóór de ADC stelt de gebruiker in staat een ingangskanaal voor meting te selecteren. Deze ingangskanalen omvatten meerdere externe stroom- en spanningsingangen en interne spanningskanalen. De interne kanalen maken diagnostische metingen op de chip mogelijk van de interne voedingsspanningen, matrijstemperatuur en referentiespanningen.

De AD5940-meetblokken kunnen worden bestuurd via directe registerschrijfacties via de Serial Peripheral Interface (SPI) -interface, of als alternatief door een voorprogrammeerbare sequencer te gebruiken, die autonome besturing van de AFE-chip biedt. 6 kB statisch willekeurig toegankelijk geheugen is gepartitioneerd voor een diep data first in, first out (FIFO) en commandogeheugen. Meetcommando's worden opgeslagen in het commandogeheugen en meetresultaten worden opgeslagen in de data-FIFO. Er zijn een aantal FIFO-gerelateerde interrupts beschikbaar om de status van de FIFO aan te geven.