ADI:Impedanz- und Potentiostat-AFE für biologische und chemische Sensorik

Analog Devices stellt den AD5940 vor, ein elektrochemisches Frontend mit dem niedrigsten Stromverbrauch, der höchsten Leistung und der intelligenten autonomen Steuerung. Das analoge Front-End kombiniert führende Integrations- und Leistungsstufen für Potentiostat- und impedanzbasierte elektrochemische Sensorverwaltungen. Der Potentiostat auf dem Chip ermöglicht eine Vielzahl von standardmäßigen elektrochemischen Messtechniken, wie z. B. amperometrische, voltametrische oder Impedanzmessungen.

Der AD5940 ist für den Einsatz in Bioimpedanzsystemen im Gesundheitswesen sowohl für Haut- als auch für Körperimpedanzmessungen konzipiert und kann auch mit dem AD8233 AFE in einem kompletten bioelektrischen/Biopotential-Messsystem verwendet werden.

Der analoge Front-End-Chip kann Spannung, Strom und Impedanz messen. Das Gerät besteht aus zwei Potentiostatschleifen, einer Schleife mit niedriger Bandbreite, die Wechselstromsignale bis 200 Hz erzeugen kann, und einer Schleife mit hoher Bandbreite, die Wechselstromsignale bis 200 kHz erzeugen kann. Der extrem stromsparende Potentiostat verbraucht 6,5 uA im Bias-Modus.

Der Messkanal AD5940 verfügt über einen 16-Bit, 800 kSPS, Mehrkanal-Analog-Digital-Umsetzer mit sukzessivem Approximationsregister mit Eingangspuffern, einem eingebauten Anti-Alias-Filter (AAF) und einem Verstärker mit programmierbarer Verstärkung. Der ADC verfügt über einen Eingangsspannungsbereich von ±1,35 V. Ein Eingangsmux vor dem ADC ermöglicht es dem Benutzer, einen Eingangskanal für die Messung auszuwählen. Diese Eingangskanäle umfassen mehrere externe Strom- und Spannungseingänge sowie interne Spannungskanäle. Die internen Kanäle ermöglichen On-Chip-Diagnosemessungen der internen Versorgungsspannungen, der Chiptemperatur und der Referenzspannungen.

Die Messblöcke des AD5940 können über direkte Registerschreibvorgänge über die Serial Peripheral Interface-Schnittstelle oder alternativ über einen vorprogrammierbaren Sequenzer gesteuert werden, der eine autonome Steuerung des AFE-Chips ermöglicht. 6 kB statischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff sind für einen tiefen Daten-First-In-First-Out- (FIFO) und Befehlsspeicher partitioniert. Messbefehle werden im Befehlsspeicher gespeichert und Messergebnisse werden im Daten-FIFO gespeichert. Eine Anzahl von FIFO-bezogenen Interrupts ist verfügbar, um den Zustand des FIFO anzuzeigen.