Bienvenido a Inside the Lab con Arrow Electronics. Esta es una serie web dedicada a explorar lo último en tecnología y electrónica. Este episodio presenta el colorímetro de doble canal CN0363 de Analog Devices. En particular, se enfoca en algunos de los componentes de ADI que lo impulsan.
Los colorímetros se utilizan para determinar la concentración de solutos midiendo la absorción de luz por las soluciones. La CN0363 no es la típica placa de evaluación, así que profundicemos directamente en la demostración para mostrarla en acción. La placa está llena de componentes ADI, pero concentrémonos en los amplificadores operacionales y ADC en el corazón de este colorímetro.
Este colorímetro utiliza un FPGA para realizar la demodulación síncrona digital. Esto proporciona muchas ventajas sobre las contrapartes analógicas. Una es que se elimina el hardware de demodulación analógica, lo que reduce el ruido de fondo. Luego, la fuente de luz se modula utilizando una onda sinusoidal en lugar de una onda cuadrada para eliminar el ruido armónico de onda cuadrada. Esto deja el desajuste de fase y la deriva como los dos principales desafíos restantes. El desajuste de fase es mucho más fácil de manejar en FPGA que en hardware, usando cosas como límites variables. La deriva se soluciona con la calibración, pero el hardware adecuado puede reducir el esfuerzo de calibración.
Al regresar a la fuente de luz, la luz modulada pasa a través de un divisor de haz, enviando la mitad de la luz a través de la solución de muestra y el resto a través de una solución de referencia conocida. Se utiliza un fotodiodo para detectar el nivel de luz y la corriente de salida se convierte en voltaje mediante un amplificador de transimpedancia.
Un amplificador de transimpedancia es una configuración de amplificador operacional que convierte la corriente en voltaje y es parte de un diseño donde la deriva es una preocupación. Dispositivos analógicos es ADA4528 Esto se debe a que es un amplificador de riel a riel de desviación cero con un voltaje de compensación máximo de 2,5 µV, sin ruido 1/f y ruido de banda ancha muy bajo. Por lo tanto, no solo elimina la deriva en este punto, sino que también mantiene bajo el nivel de ruido y mejora la sensibilidad.
la salida de ADA4528 Está conectado a la entrada del ADC y puede ser otra fuente de deriva. Para CN0363, la IDA es AD7175-2, un ADC Sigma-Delta de 24 bits y 250 kSPS con una referencia integrada de baja deriva de 2,5 V. Esta es la única fuente de deriva y se especifica claramente para facilitar la explicación en la calibración.Esta combinación de software con el hardware adecuado Reduzca el costo de la lista de materiales, el tiempo de diseño, la frecuencia de calibración y la complejidad.
Los datos muestreados se pasan al FPGA a través de la interfaz SPI. En la FPGA, se aplica demodulación para medir la luz absorbida por la solución de muestra en comparación con una referencia y los resultados se muestran en la pantalla.
Dispositivos analógicos AD7175 ADC y ADA4528 Estos amplificadores no solo brindan el rendimiento y las funciones necesarias para aplicaciones exigentes como este colorímetro de dos canales, sino que también conducen a un diseño simple y de bajo costo con rango dinámico y sensibilidad mejorados. Para más información, ver: Arrow.com.