[AD7124 Series] A/D converter that achieves low power consumption despite being a Σ-Δ type

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Products that solve problems with Σ-Δ AD converters

A/D converters are used to convert analog signals from sensors etc. into digital signals. Additionally, when a high-precision, high-resolution A/D converter is required, a Σ-Δ converter is generally used. However, among high-precision A/D converters, Σ-Δ converters consume a large amount of current, which poses a major problem when used in products with limited power such as portable equipment.

We would like to introduce the AD7124 series, a Σ-Δ type A/D converter with 24-bit resolution, provided by Analog Devices, Inc., which solves this problem.

Article header library 121641 pic01 2 — AD7124シリーズ評価ボード

The AD7124 series has high accuracy and high resolution, as it is also used in "Soil moisture and pH measurement sensor shield - CN0398 (EVAL-CN0398-ARDZ)" introduced in Accelerate development with Arduino compatible development support platform. It is the perfect product for demanding and low consumption applications.

低消費のヒミツ

AD7124シリーズは、選べる3つのパワーモードを持っているというのが特長の製品です。パワーモードはフルパワー、ミドルパワー、ローパワーとあり、設定レジスターを変更するだけで簡単に切り替えることができますので、要求する仕様に合わせて柔軟に対応することができます。

しかも、低ノイズ

High-precision A/D converters also need to pay attention to noise. Naturally, the AD7124 series is a low noise product.

Current consumption and RMS noise value in each power mode

power mode	消費電流(Typ.)	rms noise
フルパワー	930μA	24 nV rms @ 1.17 SPS、ゲイン=128
ミドルパワー	355μA	20 nV rms @ 2.34 SPS、ゲイン=128
ローパワー	255μA	23 nV rms @ 9.4 SPS、ゲイン=128

低消費だけじゃない、すべての機能を1パッケージに

AD7124シリーズには、差動4チャンネル入力のAD7124-4と差動8チャンネル入力のAD7124-8があり、いずれも低消費、低ノイズで、必要な機能をすべて内蔵した24ビットΣ-Δ型のA/Dコンバーターです。

Article header library 121641 pic02 2 — 必要な機能をすべて内蔵したAD7124シリーズ

Main function

function	overview
低ノイズPGA	A low-noise gain stage allows even small amplitude signals to be interfaced directly to the A/D converter.
高精度リファレンス	高精度基準電圧を内蔵しています。
選択可能な励起電流源	It can be used to measure temperature with thermistors and resistance temperature sensors, and to measure resistance objects.
クロック発振器	Built-in A/D converter operating clock.
バイアス電圧源	熱電対を用いた温度測定に利用できます。
GPO	汎用デジタル出力を備えています。
Temperature sensor	IC内部の温度を測ることができます。
digital filter	It has a built-in digital filter that achieves high resolution.
Temperature sensor	IC内部の温度を測ることができます。
セルフテストキャリブレーション	-

なんと、機能安全にも対応できる

AD7124シリーズは、機能安全のためのさまざまな機能を内蔵しており機能安全を検討中の方にも最適な製品です。また、診断機能も持っていますので、複数の診断機能により機能安全に対応した設計が可能です。

機能だけじゃない、シミュレーションツールも充実

A/Dコンバーターの100製品以上に対応したシミュレーションツール"Virtual Eval Tool - BETA"は、ノイズ、ひずみ、FFT、分解能、タイミング図、周波数応答など、さまざまな特性を実機がなくてもシミュレートできるツールです。ベースとなる性能データは、アナログ・デバイセズ社のサーバー上にあるモデルデータを使用しているので、常に最新のシミュレーション結果を得ることができます。もちろん、任意のパラメーターも設定できるので、評価ボードなどを用意する前に性能をシミュレートすることがでます。

Virtual Eval Tool - BETAは、アナログ・デバイセズ社ウェブサイトにアクセスすれば無償で使用できます。
http://beta-tools.analog.com/virtualeval/

Article header library 121641 pic04 2 — Virtual Eval Tool - BETA

シミュレーションツールは本当に使えるの？

シミュレーションで最も気になる点は、実際のデバイスと同じ結果になるのか？という点です。ここでは、評価ボードとシミュレーターのノイズ結果を比較してみます。

評価ボードはEVAL-AD7124-8SDZを使用しました。この評価ボードは、PCとのインターフェースをおこなうキャプチャーボード (EVAL-SDP-CB1Z) と接続することができ、また、評価ボード専用のソフトウェアを使用することで、オシロスコープ無しに、性能データをPC上のGUIで確認することができます。

ノイズ測定時の設定は、いずれも下記の設定で確認しました。

設定条件

Setting items	set value	remarks
ADC/FilterのFS	1	ADCのサンプリングレートを最も早い設定に変更
ポストフィルター	0	-
Power Mode	Low	-
Other settings	デフォルト設定のまま	-