아나로그디바이스(지사장 홍사곽)는 차세대 생체 신호 모니터링 장비와 지능형 전기화학 센서를 위한 전기화학 및 임피던스 측정 아날로그 프런트엔드(AFE) 'AD5940'을 출시했다고 29일 밝혔다. 

이 제품은 전위가변기(potentiostat)과 전기화학 임피던스 분광기(EIS)의 두 가지 기능을 단일 칩에 통합해 시간 영역과 주파수 영역 모두에서 센서 측정이 가능하게 해준다. 

여기에 첨단 센서 진단 기능을 위한 하드웨어 가속기를 추가했고 저잡음 성능도 좋아 ‘올웨이즈-온’ 웨어러블 기기에 적합하다. 

산업용 가스 감지, 액체 분석, 재료 감지, 생체신호 모니터링, 임피던스 분광, 질병관리 같은 고정밀 생물학적, 화학적 센싱이 핵심인 시스템에도 사용 가능하다.

기존에 이와 비슷한 성능을 달성하기 위해서는 여러 개의 IC들을 사용하거나 여러 제약이 있는 소자(Discrete) 솔루션을 썼다. 이와 비교했을 때 ADI의 'AD5940'은 2핀, 3핀, 4핀 전기화학 센서 측정을 위한 시스템의 정확도와 크기 유연성 면에서 많은 이점들을 제공한다. 

AD5940은 지능형 자율 제어 기능을 갖춘 제품으로 생체전기/생체전위 측정시스템에서 AD8233 AFE와 함께 사용될 수 있다.

이 제품은 최고 200Hz의 AC 신호 발생이 가능한 저대역폭 루프와 최고 200kHz의 AC 신호 발생이 가능한 고대역폭 루프 등 2개의 포텐시오스탯 루프를 구성한다. 바이어스 모드에서 전력소모량은 6.5µA에 불과하다.

AD5940 측정 채널은 입력 버퍼와 내장형 AAF(anti-alias filter), 그리고 PGA(programmable gain amplifier)를 지원하는 16bit, 800kSPS, 멀티채널 SAR ADC가 특징이다. 이 ADC의 입력 전압 범위는 ±1.35V이다.

ADC 앞 단에는 입력 MUX가 있어서 사용자는 측정을 위한 입력 채널을 선택할 수 있다. 이때 내부 전압 채널들을 활용하면 내부 공급 전압, 다이 온도, 레퍼런스 전압에대한 온칩 진단 측정이 가능하다.

AD5940 측정 블록들은 SPI(serial peripheral interface) 인터페이스를 이용한 다이렉트 레지스터 작성을 통해서 제어할 수 있으며, 다른 방법으로는 사전 프로그래밍이 가능한 시퀀서를 이용하면 이 AFE 칩에 대한 자율 제어가 가능하다. 

딥 데이터 FIFO(first in, first out)와 명령 메모리용으로 6KB 용량의 SRAM 메모리가 분할되어 있다. 측정 명령들은 명령 메모리에, 측정 결과는 데이터 FIFO에 각각 저장된다. FIFO와 관련한 많은 인터럽트들이 이 FIFO의 상태를 나타내는데 사용될 수 있다.