Analog, Mixed-Signal -

Analog-Frontend für biologische und chemische Sensoren

Das Analog-Frontend (AFE) AD5940 von Analog Devices ist für Strom-, Spannungs- und Impedanzmessungen konzipiert. Es bestimmt etwa die Haut- oder Körperimpedanz in Always-on-Wearables. Der Chip kombiniert Potentiostat- und EIS-Funktionen (elektrochemische Impedanzspektroskopie).

Das Frontend besteht aus zwei Potentiostatschleifen, einer schmalbandigen Schleife zur Erzeugung von AC-Signalen bis 200 Hz und einer breitbandigen Schleife für AC-Signale bis 200 kHz. Der Potentiostat nimmt im Biased-Modus 6,5 µA auf.

Der Messkanal enthält einen mehrkanaligen SAR-ADC mit 16 Bit Auflösung und 800 kSamples/s, einen Anti-Alias-Filter und einen programmierbaren Gain-Amplifier. Der Eingangsspannungsbereich des A/D-Wandlers beträgt ±1,35 V.

Mit dem Eingangsmultiplexer lässt sich der gewünschte Eingangskanal für die Messung auswählen. Die Messblöcke werden durch direkte Registerschreibzugriffe über das SPI-Interface angesteuert oder alternativ mithilfe eines vorprogrammierbaren Sequencers. Insgesamt 6 KByte SRAM sind in ein Daten-FIFO und einen Befehlsspeicher untergliedert. Die Messbefehle werden im Befehlsspeicher abgelegt, die Messergebnisse im Daten-FIFO. Verschiedene FIFO-spezifische Interrupts stehen zur Verfügung, um den Status zu signalisieren.

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