AD5933: 1 MSPS、12 ビット・インピーダンス・コンバータネットワーク・アナライザ

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1 1MSPS 12 AD5933 1kHzto I 2 C 27.1Hz 1Ω 1MΩ V SSOP AD5933 1MSPS 12A/D ADC ADC DSPDFT DFTR I 2 1. Tan 1 (I/R) AD R + I V 25kSPS 12 16SSOP MCLK AVDD DVDD DAC R OUT VOUT SCL SDA I 2 C Z(ω) AD5933 RFB ADC (12 BITS) LPF VDD/2 VIN AGND DGND REV. REVISION 25 Analog Devices, Inc. All rights reserved MT

2 9/6 Revision : Initial Version

3 VDD 3.3V MCLK MHz2Vp-p 3kHz56 2kΩ 2kΩ 45 PGA1 2 Min Typ Max.1 1 MΩ.5 % 3 ppm/ C khz.1 Hz DDS.1Hz MCLK MHz MHz 3 ppm/ C 1 AC Vp-p 4 DC V AC DC 5 DC 2 Ω T A 25 C VOUT 5.8 ma T A 25 C 2 AC 4.97 Vp-p 6 DC 5.76 V DC 7 DC 2.4 kω VOUT.25 ma 3 AC Vp-p 8 DC 5.31 V DC 9 DC 1 kω VOUT.2 ma 4 AC Vp-p 1 DC V DC 11 DC 6 Ω VOUT.15 ma.15 ma AC S/NSNR 6 db THD 52 db SFDR 1MHz 56 db 5kHz 85 db

4 Min Typ Max 1 na VIN 6.1 ff VOUT GND C FB 3 pf I/V ADC ksps ADC 2. C 4125 C.3 C 8 µs 1 V IH.7 VDD V IL.3 VDD 7 1 µa T A 25 C 7 pf T A 25 C VDD V IDD 1 15 ma VDD 3.3V ma VDD 5.5V IDD 11 ma VDD 3.3V 16 ma VDD 5.5V IDD.7 5 µa VDD 3.3V 1 8 µa VDD 5.5V 1.Y AD ACto VDD Vp-p 2 VDD DCVDD V 2 VDD VOUTI/V

5 I 2 C VDD VT MIN T MAX T MIN T MAX F SCL 4 khz max SCL t µs min SCL t 2.6 µs min SCLt HIGH t µs min SCLt LOW t 4.6 µs min t HD, STA t 5 1 ns min t SU, DAT t µs max t HD, DAT µs min t HD, DAT t 7.6 µs min t SU, STA t 8.6 µs min t SU, STO t µs min t BUF t 1 3 ns max SDAt F ns min SCL SDACMOSt R t 11 3 ns max SCL SDAt F ns min SDACMOSt F 25 ns max SDAt F 2.1C B 4 ns min SCL SDAt F C B 4 pf max SCL SDA3ns SCLV IH MIN 4.C B 1pF t R t F.3.7VDD SDA t 9 t3 t 1 t 11 t 4 SCL t 4 t6 t 2 t 5 t 7 t 1 t 8 2. I 2 C

6 T A 25 4 GNDDVDD.3 7.V GNDAVDD1.3 7.V GNDAVDD2.3 7.V GNDSDA/SCL.3V VDD.3V GNDVOUT.3V VDD.3V GNDVIN.3V VDD.3V GNDMCLK.3V VDD.3V Y 4125 C 6516 C 15 C SSOP θ JA 139 C/W θ JC 136 C/W 26 C 1 4 ESD4V ESD ESD

7 NC 1 NC 2 NC 3 RFB 4 VIN 5 VOUT 6 NC SCL 15 SDA 14 AGND2 13 AGND1 12 DGND 11 AVDD2 1 AVDD1 MCLK 8 9 DVDD V NC 4 RFB 45I/V 5 VIN VDD/2 6 VOUT 8 MCLK 9 DVDD 1 AVDD AVDD DGND 13 AGND AGND SDA I 2 CVDD1kW 16 SCL I 2 C VDD1kW

8 VDD 3.3V 7. 2 DC VDD 3.3V DC VDD 3.3V 8. 3 VDD 3.3V VDD 3.3V 9. 3 DC VDD 3.3V

9 VDD = 3.3V T A = 25 C f = 32kHz VDD 3.3V DC VDD 3.3V Ω IDD (ma)

10

11 AD V.5 SFDR DDS SFDR SFDR 2kHz S/NSNR rms rmss/ndb THD THDrmsrms V 1 rmsv 2 V 3 V 4 V 5 V 6 2 6rms AD5933THD THD(db) 2 log V + V + V + V + V V

12 MCLK SCL SDA COS SIN DAC R OUT VOUT Z(ω) AD5933 RFB MCLK ADC (12 BITS) LPF X5 X1 VDD/2 VIN AD5933 1MSPS 12ADC ADC DSP DFT DFT R I 2 Tan 1 (I/R) 2 2 R + I Z ω 18 AD5933 VOUT VIN to 6 4 to DC 6. DC Vp-p 1.48V 2.97Vp-p.76V 3 383mVp-p.31V 4 198mVp-p.173V 1HzDDS DDS MCLK DDS D3 81 h

13 AD DDS START FREQUENCY RAM82 h 83 h 84 h 27 3MSB 24 AD5933.1Hz I 2 C FREQUENCY INCREMENT RAM 82 h 83 h 84 h 1 DDS 3kHzMCLK 16MHz (1) 27 2 MCLK 4 3KHz 27 2 F5C MHz 4 F 1682 h 5C h h 24RAM 85 h 86 h 87 h 2 DDS 1HzMCLK 16MHz (2) 27 2 MCLK 4 1Hz 16MHz 4 14F h h 4F 1687 h 9 RAM 88 h 89 h h h 38 h 81 h CONTROL STATUS 8F h h 95 h 96 h 97 h 3

14 1. 8 h AD5933 VOUT VIN DC 2. Q 3. ADC 8A h8b h32 64to DDS to D1D9 VOUT 19. I/V PGAADC 2 VOUTVIN I/V VIN VDD/2 DC VIN I/V 4RFB 5VINPGA ADC V VDD PGA D8 I/V51 81h 121MSPS ADC 2. ADC AD5933 DSP DFT DFT DFT AD5933 DFT X(f)f x(n)f DDS cos(n) sin(n)adc 1, (x(n)(cos(n) jsin(n))) X(f) n = = = 5 R R R R C VIN VDD/2 RFB ADC LPF VOUT DAC

15 AD59332 MCLK MHz typ 81 h1 D AD h 8µs 7. DB13 DB 4 C 11, C 11, C 11, C 11, C 11, C, C, 1 +1 C, C, C, C, C, C, C 1, 1 11 ADC(D) 32 ADC*(D) * 14 ADC(D)* * D13 ADC 1, 1, 11, 8F h 92 h 93 h, 11, 11, 75 C 16ADC 142 2MSBDB h 93 h 7 21,,, C 4 C 3 C , 1111, 1111, , 11, 1, 11, 111,, 15 C

16 DFT DFT R94 h95 h I96 h97 h 38B h h R + I 2 2 ( ) = VOUTVIN VOUTVIN 51kΩ 3kHz FA3F h DB3 h (( 1473) + (357) ) = Ω E kΩ AD V(p-p) Z CALIBRATION 2kΩ PGA 1 I/V2kΩ 3kHz F64 h E h ( 3996) + (883) = KΩ = 1 = E 12 Ω Ω

17 Ω Ω V(p-p) Z UNKNOWN 1.kΩ PGA 1 3.3V I/V1kΩ 55kHz65kHz 2 55kHz E-9 65kHz E-9 GF E E E-12 F1kHz I/V PGA 24 PGA Z UNKNOWN VOUT Z UNKNOWN VDD 24. VDD 3.3V 2kΩ Z UNKNOWN 2kΩ PGA 1 ADCto2Vp-p 5PGAADC I/V PGA VIN RFB PGA LPF ADC kHz 4.458E 12 1kHz X 5kHz E E-9

18 3ppm/ 252 1kΩ Ω AD AD kΩ 2Vp-p Z CALIBRATION 1Ω PGA 1 3.3V I/V1Ω Ω Ω Ω C +25 C 4 C 1.5kΩ 1kΩ kΩ 2Vp-p Z CALIBRATION 1kΩ PGA 1 3.3V I/V1kΩ kΩ 2Vp-p Z CALIBRATION 1kΩ PGA 1 3.3V I/V1kΩ Ω Ω C Ω Ω 5kΩ 1kΩ kΩ 1kΩ

19 4 1kΩ 1MΩ 2Vp-p Z CALIBRATION 1kΩ PGA 1 3.3V I/V1kΩ 6 9 1MΩ 2Vp-p Z CALIBRATION 9MΩ PGA 1 3.3V I/V9MΩ kΩ 1MΩ 4 2 Ω Ω C Ω Ω MΩ 1MΩ MΩ 2Vp-p Z CALIBRATION 1kΩ PGA 1 3.3V I/V1kΩ 3 1 Ω Ω MΩ 2MΩ

20

21 D15 DA H 8 1. CONTROL 8 h D15 D8 81 h D7 D START 82 h D23 D16 FREQUENCY 83 h D15 D8 84 h D7 D FREQUENCY 85 h D23 D16 INCREMENT 86 h D15 D8 87 h D7 D NUMBER OF 88 h D15 D8 INCREMENTS 89 h D7 D NUMBER OF 8A h D15 D8 SETTLING TIME 8B h D7 D CYCLES STATUS 8F h D7 D TEMPERATURE 92 h D15 D8 DATA 93 h D7 D REAL DATA 94 h D15 D8 95 h D7 D IMAGINARY 96 h D15 D8 DATA 97 h D7 D h D15 D8 81 h D7 D 8 h81 h AD h 81 h 32 D15 D14 D13 D D11 D1 D9 1 2.Vp-p (typ) 1 4 2mVp-p (typ) 1 3 4mVp-p (typ) Vp-p (typ) D8 PGA 51 1 D7 D6 D5 D4 D3 1 1 MCLK D2 D1 D DDS ADC 8A h8b h

22 DSP AD5933 ADC AD5933 AD h93 h AD Ah VOUT VIN GND AD5933 VIN VOUT VOUT PGA ADC h D23 D16 83 h D15 D8 84 h D7 D 24 3kHz 16.MHz82 h F h83 h 5C h 84 h 28 h 3kHz F5C28 16 D23 D h D23 D16 86 h D15 D8 87 h D7 D MHz 1Hz 85 h h86 h 1 h87 h 4F h 3KHz MHz 4 1KHz MHz 4 14F h 85 h h 86 h 1 h 87 h 4F h D23 D

23 D15 D9 88 h D15 D8 D8 D 89 h D7 D D8 D 9 D9 D D8 D D15 D11 8A h D15 D8 D1 D9 2 D8 MSB D1 D B h D7 D ADC ADC D8 D 9 D1 D9 24 D15 D kHz ADC µs msADC h97 h16.777mhz 1ms D1 D

24 F h D7 D D7 D AD5933 D D4 D7 D1 AD h97 h D F h 1 8F h 1 8F h 1 8F h 1 8F h 1 8F h 1 8F h 1 8F h 1 92 h 93 h 8h DDS h D15 D8 93 h D7 D 2 AD D15 D h D15 D8 95 h D7 D h D15 D8 97 h D7 D AC D1

25 AD5933I 2 C AD5933 AD59337 AD D h I 2 C I 2 C 33I 2 C SCL SDA 7MSB 1 R/W 8 R/W 1 ACK9 R/W R/W R/W 1 9 SDA NACK 1 1 SCL SDA R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D

26 AD5933 AD5933 S P R W A A RAM 11 1 RAM 111 RAM 1. SDA SDAACK SDAACK SDAACK 8. SDA S 34. W A A A P AD SDA SDA ACK SDAACK SDAACK 8. SDA S 35. A A P AD SDA SDA ACK SDAACK SDAACK SDA ACK 1. SDA S W A A A A A A P

27 AD5933 AD5933I 2 C AD SDA SDAACK SDANACK 6. SDA S R A A 37. P SDA SDA ACK SDAACK SDAACK 8. SDA SDAACK SDA ACK 13. NACK 14. SDA S W A A A S R A A A A P

28 AD5933 AD Hz AD5933 AD V.1µF 1µF AD RFB ADR43x ADuC72x RLC RLC4 RLC RLC AD5933 Ω 4. F O AD59331 AD5933 AD kHz 1 AD

29 AD5933 EIS AD5933 Rp Cp RsRC Rs 1Ω 1kΩ Rp 1kΩ 1MΩ Cp 5 7µF kHz 2mV AduC72x 1.1 1kHz.1 1kHz MHz5kHz typad9834 DDC MCLK 1k 1.1 1k k 1k 1 1k 1k AD5933

30 AD5933 AD5933 AD59333 AVDD1 AVDD2 DVDD ppm ADR43x AD5933 ADR395 1µA.1 1Hz8µVp-p ADR Hz AD AD5933 mv max V ppm/ max.1 1Hz µvp-p typ ADR433B ADR433A ADR434B ADR434A ADR435B ADR435A ADR439B ADR439A

31 AD5933 PC AGND DGNDAD AD5933 AD5933 1µF.1µF.1µF 1µF.1µF ESRESL.1µF

32 MIN MAX.65 BSC SSOP 8 4 D /5()-J AD5933YRSZ C 16SSOP RS-16 AD5933YRSZ-REEL C 16SSOP RS-16 EVAL-AD5933EB C 1 Z I 2 CI 2 C I 2 CI 2 C

AD5934 R I MCLK AVDD DVDD DAC R OUT VOUT SCL SDA Z(ω) AD5934 RFB LPF VDD/2 VIN AGND DGND 5325-1 SDA t 9 t 3 t 1 t 11 t 4 SCL t 4 t6 t 2 t 5 t 7 t 1 t 8 5325-2 NC 1 NC 2 NC 3 RFB 4 VIN 5 VOUT 6 NC 7

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