DIGIKEY A.M.T App3 - 环境监测

元器件信息 2022-12-02 16:21 303 0

应用
- 水质分析和毒气检查
方案框图
- 多参数水质监测仪
  - ADI针对水质监测仪提供一款高集成度多参数测量解决方案，它采用能够控制和测量电化学传感器和生物传感器的强大的片内系统。该产品集成了超低功耗ARM® Cortex™-M3处理器和多通道模拟前端，可以同时连接多个电极并通过对状态机编程循环测量多个参数。它可通过单个平台实现五个参数的监控测量，包括TEM（温度）、DO（溶解氧）、EC（电导率）、pH和浊度。
  - ADI为您提供
    - 集成多个独立测量环路的单平台多参数监控
    - 系统校准能力和自适应参数调整
    - 探头诊断能力（pH探头阻抗测量）和探头数字化参考设计
    - 低功耗、小尺寸和高精度
    - 特别适合通过ADuCM355测量电源的便携式应用
    - 电源和数字接口隔离
- 气体质量监测
  - 兼容3线、4线传感器
  - 支持多气体传感器
  - 板载温度和湿度传感器
  - 气体传感器诊断和预期寿命
相关器件
- ADI
  - ASSP：ADUCM355
    - 具有化学传感器接口的精密模拟微控制器
    - 数据手册
    - 产品简介
      - ADuCM355是一款片内系统，可控制和测量电化学传感器和生物传感器。ADuCM355是一款基于Arm® Cortex™-M3处理器的超低功耗混合信号微控制器。该器件具有电流、电压和阻抗测量功能。
      - ADuCM355内置集成输入缓冲器的16位、400 kSPS多通道逐次逼近寄存器(SAR)模数转换器(ADC)、抗混叠滤波器(AAF)和可编程增益放大器(PGA)。电流输入包括三个具有可编程增益的跨导放大器(TIA)和用于测量不同传感器类型的负载电阻。模拟前端(AFE)还包含两个专门针对恒电势器能力而设计的低功耗放大器，使外部电化学传感器保持恒定的偏置电压。这两个放大器的同相输入由片内双通道输出数模转换器(DAC)进行控制。模拟输出包括高速DAC和用于产生交流信号的输出放大器。
      - ADC的转换速率最高可达400 kSPS，且具有−0.9 V至+0.9 V输入范围。ADC前面的输入复用器允许用户选择输入通道进行测量。这些输入通道包括三个外部电流输入、多个外部电压输入和内部通道。利用内部通道，可对内部电源电压、裸片温度和基准电压源进行诊断测量。
      - 三个电压DAC中有两个是双通道输出、12位电阻串DAC。每个DAC的一个输出可控制恒电势器放大器的同相输入，另一个控制TIA的同相输入。
      - 第三个DAC（有时被称为高速DAC）针对用于阻抗测量的高功率TIA而设计。此DAC的输出频率范围高达200 kHz。
      - 提供1.82 V和2.5 V片内精密基准电压源。内部ADC和电压DAC电路采用此片内基准电压源，以确保所有外设均具有低漂移性能。
      - ADuCM355集成了一个26 MHz Arm Cortex-M3处理器，它是一款32位简化指令集计算机(RISC)。Arm Cortex-M3处理器还具有灵活的多通道直接存储器存储控制器(DMA)，支持两个独立的串行外设接口(SPI)端口、通用异步接收器/发射器(UART)和I2C通信外设。ADuCM355片内还集成128 kB非易失性闪存/EE存储器和64 kB单一随机存取存储器(SRAM)。
      - 数字处理器子系统从26 MHz片内振荡器接收时钟信号。该振荡器是主数字芯片系统时钟源。或者，26 MHz锁相环(PLL)可以用作数字系统时钟。此时钟在内部进行细分，以便处理器在较低频率下工作并省电。该器件还内置一个低功耗、32 kHz振荡器，可给定时器提供时钟。ADuCM355包括3个通用定时器、1个唤醒定时器（可用作通用定时器）和1个系统看门狗定时器。
      - 模拟子系统内置单独的16 MHz振荡器，用于为模拟芯片上的ADC、DAC和其他数字逻辑元件提供时钟源。该模拟芯片还包含单独的32 kHz、低功耗振荡器，用于为模拟芯片上的看门狗定时器提供时钟源。32 kHz振荡器和此看门狗均独立于数字芯片振荡器和系统看门狗定时器。
      - 可根据具体应用要求配置多个通信外设。这些外设包括UART、I2C、两个SPI端口和通用输入/输出(GPIO)端口。这些GPIO与通用定时器相结合，可组合生成脉冲宽度调制(PWM)类输出。
      - 支持通过串行线调试端口(SW-DP)接口进行非介入仿真和编程下载。
      - ADuCM355采用2.8 V至3.6 V电源供电，额定温度范围为-40°C至+85°C。该芯片提供72引脚、6 mm × 5 mm基板栅格阵列(LGA)封装。
      - 请注意，在整篇数据手册中，多功能引脚（如P0.0/SPI0_CLK）由整个引脚名称或引脚的单个功能表示；例如P0.0即表示仅与此功能相关。
    - 产品应用
      - 气体探测
      - 食品质量
      - 环境检测（空气、水和土壤）
      - 血糖仪
      - 生命科学和生物感测分析
      - 生物阻抗测量
      - 通用安培检测法、伏安法和阻抗频谱分析功能
    - 购买
      - 105元
  - AFE: AD5940
    - 高精度、阻抗和电化学前端AD594x
    - 数据手册
    - 产品简介
      - AD5940是一款高精度、低功耗模拟前端(AFE)，专为需要高精度、电化学测量技术的便携式应用而设计，如电流、伏安或阻抗测量。AD5940设计用于皮肤阻抗和人体阻抗测量，并配合完整生物电或生物电位测量系统中的AD8233 AFE使用。AD5940针对电化学有毒气体检测而设计。
      - AD5940包括两个高精度激励环路和一个通用测量通道，能够在测试下对传感器进行各种测量。第一个激励环路包括一个超低功耗、双通道输出串、数模转换器(DAC)和一个低功耗、低噪声恒电势器。该DAC的一个输出可控制恒电势器的同相输入，另一个输出控制跨阻放大器(TIA)的同相输入。该低功耗激励环路能够生成DC至200 Hz的信号。
      - 第二个激励环路包括一个12位DAC，称为高速DAC。该DAC能够生成最高200 kHz的高频激励信号。
      - AD5940测量通道内置集成输入缓冲器的16位、800 kSPS多通道逐次逼近寄存器(SAR)模数转换器(ADC)、内置抗混叠滤波器和可编程增益放大器(PGA)。ADC前面的输入复用器允许用户选择输入通道进行测量。这些输入通道包括多个外部电流输入、外部电压输入和内部通道。利用内部通道，可对内部电源电压、裸片温度和基准电压源进行诊断测量。
      - 电流输入包括两个具有可编程增益的TIA和用于测量不同传感器类型的负载电阻。第一个TIA，称为低功耗TIA，可测量低带宽信号。第二个TIA，称为高速TIA，可测量高达200 kHz的高带宽信号。
      - 超低泄漏、可编程开关矩阵将传感器连接到内部模拟激励和测量模块。此矩阵提供一个接口，可用于连接外部RTIA和校准电阻。该矩阵还可用于将多个电子测量器件多路复用到相同的可穿戴设备电极。
      - 提供精密1.82 V和2.5 V片内基准电压源。内部ADC和DAC电路采用此片内基准电压源，以确保1.82 V和2.5 V外设均具有低漂移性能。
      - AD5940测量模块可通过直接寄存器写入串行外设接口(SPI)或通过使用预编程的时序控制器（可自主控制AFE芯片）进行控制。6 kB的静态随机访问存储器(SRAM)划分为深度数据先进先出(FIFO)和命令FIFO。测量命令存储在命令FIFO中且测量结果存储在数据FIFO中。多个FIFO相关中断可用于指示FIFO何时写满。
      - 测量命令存储在命令存储器中，测量结果存储在数据 FIFO 中。许多 FIFO 的相关中断可用于指示 FIFO 状态，即 FIFO 满和 FIFO 溢出。
      - 提供 8 个通用输入/输出（GPIO），可使用 AFE 时序控制器进行控制，从而可对多个外部传感器套件进行周期精确控制。AD5940 采用 2.8 V 至 3.6 V 电源，额定温度范围为 -40°C 至 + 85°C。AD5940 采用 56引脚、3.6 mm × 4.2 mm WLCSP 封装。
    - 应用
      - 电化学测量
      - 电化学气体传感器
      - 恒电势器/电流测量/伏安法/循环伏安法
      - 生物阻抗应用
      - 皮肤阻抗
      - 人体阻抗
      - 连续血糖监测
      - 电池阻抗
    - 购买
      - 77.17元
  - Optical AFE: ADPD4101
    - 多模式传感器前端
    - 数据手册
    - 产品特性
      - DPD4000/ADPD4001 可作为完整的多模式传感器前端运行，从而激励多达八个发光二极管 (LED) 并在多达八个单独的电流输入上测量返回信号。提供十二个时隙，每个采样周期支持 12 次单独的测量。
      - 数据输出和功能配置采用 ADPD4101 上的 I2C 接口或 ADPD4100 上的串行端口接口 (SPI)。控制电路包括灵活的 LED 信号传递和同步检测功能。这些套件使用 1.8 V 模拟内核和 1.8 V/3.3 V 兼容数字输入/输出 (I/O)。
      - 模拟前端 (AFE) 可抑制来自异步调制干扰导致的信号失调和破坏（通常由环境光所致），而无需使用光学滤波器或外部控制的直流消除电路。提供多种工作模式，可以将 ADPD4100/ADPD4101 用作光电二极管、生物电势电极、电阻、电容和温度传感器同步测量的传感器中心。多种操作模式可适应各种传感器测量，包括但不限于光体积变化描记图法 (PPG)、心电图 (ECG)、皮肤电活动 (EDA)、阻抗、电容、温度、气体检测、烟雾检测和气溶胶检测，以用于各种医疗健康、工业和消费电子应用。
      - ADPD4100/ADPD4101 采用 3.11 mm × 2.14 mm 0.4 mm 间距 33 球 WLCSP 和 35 球 WLCSP 封装
      - 应用
        可穿戴健康和保健监护仪：心率监护仪 (HRM)、心率变异性 (HRV)、应力、血压估测、血氧饱和度 (SpO2)、水分、身体成份
        工业监测：一氧化碳 (CO)、二氧化碳 (CO2)、烟雾和气溶胶探测
        家庭患者监护
    - 购买
      - 92.31元
  - AMP: LTC6078
    - 微功率精准、双路 CMOS 轨至轨输入/输出放大器
    - 数据手册
    - 产品特性
      - 最大失调电压：25µF (在 25ºC 条件下)
      - 最大失调漂移：0.7µV/ºC
      - 最大输入偏置：　
      - 1pA (25ºC) 　
      - 50pA (≤85ºC)
      - 微功率：每个通道 54µA
      - 95dB CMRR (最小值)
      - 100dB PSRR (最小值)
      - 输入噪声电压：16nV/√Hz
      - 轨至轨输入和输出
      - 2.7V 至 5.5V 工作电压
      - LTC6078 采用 8 引脚 MSOP 和 10 引脚 DFN 封装
      - LTC6079 采用 16 引脚 SSOP 和 DFN 封装
    - 购买
      - 31.72元
- Maxim
  - max19713
    - 10位、45Msps、全双工模拟前端
      - 超低功耗AFE，集成了Tx DAC、Rx ADC和辅助控制数据转换器
    - 数据手册
    - 主要特性
      - 双路10位、45Msps Rx ADC和双路10位、45Msps Tx DAC
      - 超低功耗
        fCLK = 45MHz时，FD模式下消耗91.8mW
        fCLK = 45MHz时，低速接收(Rx)模式下消耗79.2mW
        fCLK = 45MHz时，低速发送(Tx)模式下消耗49.5mW
        低电流待机模式和关断模式
      - 可编程Tx DAC共模直流电压，调节I/Q失调
      - 优异的动态性能
        fIN = 5.5MHz时，SNR = 54.1dB (Rx ADC)
        fOUT = 2.2MHz时，SFDR = 70.3dBc (Tx DAC)
      - 三路12位、1µs辅助DAC
      - 10位、333ksps辅助ADC，带有4:1多路复用器输入和数据平均电路
      - 卓越的增益/相位匹配度
        fIN = 5.5MHz时，匹配度为：±0.03°相位匹配、±0.02dB增益匹配(Rx ADC)
      - 复用并行数字I/O
      - 串口控制
      - 多种功率管理模式
        关断、待机、空闲、Tx/Rx禁用
      - 小尺寸、56引脚、薄型QFN封装(7mm x 7mm x 0.8mm)
    - 应用
      - 802.11a/b/g WLAN
      - 便携式通信设备
      - VoIP终端
      - WiMAX CPE
    - 购买
      - 125.45元
  - max17624
    - 2.9V to 5.5V,1A, Synchronous Step-Down Converter with Integrated MOSFETs
    - 数据手册
    - 主要特性
      - Easy to Use
        2.9V to 5.5V Input
        Adjustable 0.8V to 3.3V Output
        ±1% Feedback Accuracy
        Up to 1A Output Current
        Fixed 2MHz or 4MHz Operation
        100% Duty-Cycle Operation
        Internally Compensated
        All Ceramic Capacitors
      - High Efficiency
        Selectable PWM- or PFM-Mode of Operation
        Shutdown Current as Low as 0.1μA (typ)
      - Flexible Design
        Internal Soft-Start and Prebias Startup
        Open-Drain Power Good Output (PGOOD Pin)
      - Robust Operation
        Overtemperature Protection
        Overcurrent Protection
        -40°C to +125°C Ambient Operating
        Temperature/ -40°C to +150°C Junction Temperature
    - 应用
      - Point-of-Load Power Supply
      - Standard 5V Rail Supplies
      - Battery-Powered Applications
      - Distributed Power Systems
      - Industrial Sensors and Process Control
    - 购买
      - 7.96元
  - max17662
    - 3.5V至36V、2A、高效、同步降压型DC-DC转换器
    - 数据手册
    - 主要特性
      - 减少外部元件，降低总体成本
        无外部同步肖特基操作
        内部补偿元件
        全陶瓷电容设计，布局紧凑
      - 减少DC-DC稳压器库存清单
        3.5V至36V较宽输入电压范围
        0.6V至90% VIN可调节输出电压范围
        整个温度范围内可提供高达2A电流
        400kHz至2.2MHz可调节频率
        采用16引脚、3mm x 3mm TQFN封装
      - 降低功耗
        95%峰值效率
        DCM模式，轻载时保持高效
        2.4V至12V宽自举偏压输入(EXTVCC)，有效提高效率
        6.5μA关断电流
      - 在恶劣工业环境下工作可靠
        打嗝式过流保护
        可调节和单调启动，带预偏置输出电压
        内置输出电压监测，带有RESET引脚
        可编程EN/UVLO门限
        过热保护
        工业级高温-40°C至+125°C工作温度范围/-40°C至+150°C结温范围
    - 应用
      - 基站电源
      - 配电稳压器
      - 通用负载点电源
      - 高压、单板系统
      - 工业控制电源
      - 壁式变压器稳压
    - 购买
      - 24.26元
  - tmc5130
    - IC MTR DRV BIPOLAR 5.5-46V 48QFP
    - 数据手册
    - 应用
      - 3D打印
      - CCTV照相机
      - 泵
      - 其它自动化设备
    - 购买
      - 49.44元
文章及视频
- ADI 宣布推出用于生物和化学感测的新型阻抗和恒电位仪模拟前端
- 液体监测
  - 液体测量—从水到血液
  - CN0428: 水质测量系统
  - ADI公司：利用SmartMesh，实施无线水质测量ADI公司：利用SmartMesh，实施无线水质测量
  - An Introduction to Analog Devices’ Water Quality Monitoring Sensors
- 气体监测
  - 解决电化学气体检测的技术挑战
  - CN0429: 具有传感器诊断功能的电化学气体测量系统
  - 电化学气体检测平台
  - 集成ADuCM355的智能气体检测
- 生命体监测
  - 生命体征监测技术：对人体实施状态监控
  - 生物电阻抗分析在疾病临床监测和诊断中的应用
  - Implementing the AD5940 and AD8233 in a Full Bioelectric System
  - ADI公司：可穿戴设备，用于收集推动数字健康的生命体征ADI公司：可穿戴设备，用于收集推动数字健康的生命体征
  - 用于心率、阻抗和运动检测的智能手环用于心率、阻抗和运动检测的智能手环
- 阻抗测量中的万能法宝
- 优化 AD5940 以进行电化学测量