Analog Devices представляет преобразователь-измеритель комплексного импеданса

ИС AD5933 представляет собой прецизионный интегральный преобразователь импеданса, в котором имеется встроенный генератор и 12-разрядный АЦП с частотой выборки 1 МГц. Генератор предназначен для подачи сигнала на измеряемую цепь, обладающую комплексным импедансом. Ответный сигнал оцифровывается встроенным АЦП, а затем средствами встроенного цифрового процессорного ядра производится БПФ полученных отсчетов. Алгоритм БПФ на выходе дает вещественную (R) и мнимую (I) составляющую импеданса, что позволяет пересчитать значение импеданса в амплитуду и фазу следующим образом:
Magnitude = SQRT(R^2+I^2)
Phase = arctg(I/R)

Для определения величины импеданса на разных частотах Z(W) обычно используется развёртка по частоте. Импеданс можно рассчитать для каждого значения частоты и затем построить график по полученным данным.

Микросхема позволяет запрограммировать сигнал с размахом до 2 В (амплитуда от пика до пика) для возбуждения измеряемой цепи. Также можно запрограммировать сигнал величиной 1 В, 500 мВ и 200 мВ. Сигнал синтезируется с помощью технологии прямого цифрового синтеза - DDS. Разрешающая способность соответствует разрядности 27 бит (шаг сетки частот менее 0.1 Гц). Тактовый сигнал для синтезатора DDS может подаваться от внешнего источника, генерироваться внутренней RC-цепочкой или внутренним генератором с петлёй ФАПЧ. Для работы генератора с ФАПЧ необходим внешний "часовой" кварц (32 кГц).

Для осуществления сканирования (развёртки) по частоте пользователь должен запрограммировать исходные параметры: начальную частоту, диапазон частот, шаг частоты и т.д. Затем подаётся команда запуска развёртки. При сканировании на каждой частоте АЦП будет оцифровывать 1024 отсчёта, процессор будет производить преобразование БПФ, чтобы получить вещественную и мнимую часть импеданса. Считать эти значения можно через интерфейс I2C.

Для измерения импеданса нагрузки на различных частотах Z(w) измерительная система содержит трансимпедансный входной каскад, усилитель и АЦП. Коэффициент усиления может изменяться от 1 до 5.

АЦП представляет собой быстродействующий (1 MSPS) преобразователь с малым уровнем шумов, работающий при напряжении питания 3 В. Тактирование как DDS, так и АЦП осуществляется сигналом MCLK.

ИС AD5933 поставляется в 16-выводном корпусе SSOP.