Analog Devices EVAL-ADUCM355QSPZ Entwicklungsboard 1St.

Das ADuCM355 ist ein On-Chip-System, das elektrochemische Sensoren und Biosensoren steuert und misst. Der ADuCM355 ist ein Mixed-Signal-Mikrocontroller mit extrem geringem Stromverbrauch, der auf dem Arm® Cortex ™ -M3-Prozessor basiert. Das Gerät verfügt über Strom-, Spannungs- und Impedanzmessfunktionen.

Der ADuCM355 verfügt über einen 16-Bit-Analog-Digital-Wandler (ADC) mit 400 kSPS und mehrkanaligem SAR-Analog-Digital-Wandler (ADC) mit Eingangspuffern, integriertem Antialias-Filter (AAF) und programmierbarem Verstärker (PGA). Die Stromeingänge umfassen drei Transimpedanzverstärker (TIA) mit programmierbaren Verstärkungs- und Lastwiderständen zur Messung verschiedener Sensortypen. Das analoge Front-End (AFE) enthält außerdem zwei Verstärker mit geringer Leistung, die speziell für die Potentiostatfähigkeit entwickelt wurden, um eine konstante Vorspannung an einem externen elektrochemischen Sensor aufrechtzuerhalten. Die nichtinvertierenden Eingänge dieser beiden Verstärker werden von On-Chip-Digital-Analog-Wandlern (DACs) mit zwei Ausgängen gesteuert. Die analogen Ausgänge umfassen einen Hochgeschwindigkeits-DAC und einen Ausgangsverstärker, der zur Erzeugung eines Wechselstromsignals ausgelegt ist.

Der ADC arbeitet mit Umwandlungsraten von bis zu 400 kSPS mit einem Eingangsbereich von –0,9 V bis +0,9 V. Ein Eingangsmux vor dem ADC ermöglicht es dem Benutzer, einen Eingangskanal für die Messung auszuwählen. Diese Eingangskanäle umfassen drei externe Stromeingänge, mehrere externe Spannungseingänge und interne Kanäle. Die internen Kanäle ermöglichen diagnostische Messungen der internen Versorgungsspannungen, der Düsentemperatur und der Referenzspannungen.

Zwei der drei Spannungs-DACs sind 12-Bit-String-DACs mit zwei Ausgängen. Ein Ausgang pro DAC steuert den nichtinvertierenden Eingang eines Potentiostatverstärkers und der andere steuert den nichtinvertierenden Eingang des TIA.

Der dritte DAC (manchmal auch als Hochgeschwindigkeits-DAC bezeichnet) ist für den Hochleistungs-TIA für Impedanzmessungen ausgelegt. Der Ausgangsfrequenzbereich dieses DAC beträgt bis zu 200 kHz.

Eine präzise 1,82 V- und 2,5 V-On-Chip-Referenzquelle ist verfügbar. Die internen ADC- und Spannungs-DAC-Schaltungen verwenden diese On-Chip-Referenzquelle, um eine geringe Driftleistung für alle Peripheriegeräte sicherzustellen.

Der ADuCM355 integriert einen 26-MHz-Arm-Cortex-M3-Prozessor, einen 32-Bit-RISC-Computer (Reduced Instruction Set Computer). Der Arm-Cortex-M3-Prozessor verfügt außerdem über einen flexiblen Mehrkanal-Direktspeicher-Zugriffscontroller (DMA), der zwei unabhängige serielle Peripherieschnittstellen unterstützt (SPI) -Ports, universeller asynchroner Empfänger / Sender (UART) und I2C-Kommunikationsperipheriegeräte. Der ADuCM355 verfügt über 128 kB nichtflüchtigen Flash / EE-Speicher und 64 kB auf dem Chip integrierten Single Random Access Memory (SRAM).

Das digitale Prozessorsubsystem wird von einem 26-MHz-On-Chip-Oszillator getaktet. Der Oszillator ist die Quelle des Haupttakts des digitalen Chipsystems. Optional kann ein 26-MHz-Phasenregelkreis (PLL) als digitaler Systemtakt verwendet werden. Dieser Takt kann intern unterteilt werden, so dass der Prozessor mit einer niedrigeren Frequenz arbeitet und Strom spart. Ein interner 32-kHz-Oszillator mit geringer Leistung ist verfügbar und kann die Timer takten. Der ADuCM355 enthält drei Allzweck-Timer, einen Weck-Timer (der als Allzweck-Timer verwendet werden kann) und einen System-Watchdog-Timer.

Das analoge Subsystem verfügt über einen separaten 16-MHz-Oszillator, mit dem der ADC, die DACs und andere digitale Logik auf dem analogen Chip getaktet werden. Der analoge Chip enthält auch einen separaten 32-kHz-Oszillator mit geringer Leistung, um einen Watchdog-Timer auf dem analogen Chip zu takten. Sowohl der 32-kHz-Oszillator als auch dieser Watchdog sind