産業用アナログフロントエンド & ADC

「SARの即答性」と「ΔΣの高線形性」を併せ持つ旭化成が開発した新しいADCの概念、それが Zero latency Delta Sigma ADC (ZDS A/Dコンバーター) です。


2ch内蔵品を中心に、12bitから18bitのA/Dコンバーター、および12bitから16bitのアナログフロントエンドをラインアップしています。

モーターシステムや、計測システムなど、産業用途における幅広いアプリケーションにおいて、お客様システムの高精度化、小型化、高速化に貢献する最適なソリューションを提供します。

ラインアップ

ラインアップ

ZDS-NS A/Dコンバーター

AK925Xシリーズ(開発中)
ZDS-NS A/Dコンバーター

AK925Xシリーズは、ZDS-NS (Zero latency Delta Sigma with Noise Suppression) A/Dコンバーターです。
オーバーサンプリングを使用したA/Dコンバート処理を行い、アナログ入力信号に含まれる高周波ノイズを抑制します。
また、出力フォーマットの異なる AK925XA シリーズもご用意しています。
詳しくは、こちら をご参照ください。

AK9255NK,AK9256NK,AK9255ANK,AK9256ANK は、すべてピン互換製品です。

AK9255NK
ZDS-NS A/Dコンバーター AK9255NK
Part#SampleMass ProductArchitectureCh#BitsSpeedInterfacePower supplyPackage
AK9255NKAvailableCY2018/Q2ZDS-NS216bit1.0MSPS1Latency3.0~3.6VQFN 3mm□
AK9256NKCY2018/Q1CY2018/Q2ZDS-NS214bit1.1MSPS1Latency3.0~3.6VQFN 3mm□
AK9255ANKAvailableCY2018/Q2ZDS-NS216bit0.5MSPS0Latency3.0~3.6VQFN 3mm□
AK9256ANKCY2018/Q1CY2018/Q2ZDS-NS214bit0.6MSPS0Latency3.0~3.6VQFN 3mm□

A/Dコンバーター内蔵
アナログフロントエンド

AK924Xシリーズ
ZDS A/Dコンバーター内蔵アナログフロントエンド
SAR A/Dコンバーター内蔵アナログフロントエンド

AK924Xシリーズは、ZDS (Zero latency Delta Sigma) またはSAR (Successive Approximation Register) A/Dコンバーター内蔵アナログフロントエンドです。
プログラマブルゲインアンプおよびローパスフィルタを内蔵しており様々な信号レンジのセンサーを直接接続することが可能です。
また、トランスインピーダンスアンプも集積しており、電流出力型センサーとの接続も選択可能です。

AK9242NK と AK9243NK は、ピン互換製品です。

AK9242NK
アナログフロントエンド AK9242NK
Part#SampleMass ProductArchitectureCh#BitsSpeedPGAPower supplyPackage
AK9242NKAvailableAvailableZDS216bit1.1MSPS14~35dB4.2~5.5VQFN 4mm□
AK9243NKCY2018/Q3CY2018/Q4ZDS214bit1.1MSPS14~35dB4.2~5.5VQFN 4mm□
AK9240NKAvailableCY2018/Q1SAR212bit1.0MSPS14~35dB2.7~5.5VQFN 3mm□

単機能A/Dコンバーター

AK923Xシリーズ
ZDS A/Dコンバーター・SAR A/Dコンバーター

AK923Xシリーズは、ZDS (Zero latency Delta Sigma) または、SAR (Successive Approximation Register) 単機能A/Dコンバーターです。
お客様のシステムで容易にお使いいただくため、低入力容量で構成しています。
さらに、A/Dコンバーター特性を引き出すことがより難しい14bit以上の製品では、長いアクイジション時間を確保可能な、ZDSを変換方式として採用しています。

AK9232NK,AK9233NK,AK9234NK は、ピン互換製品です。
AK9235NK は、AK9255NK,AK9256NK,AK9255ANK,AK9256ANK とピン互換製品です。

AK9232NK
ZDS A/Dコンバーター AK9232NK
Part#SampleMass ProductArchitectureCh#BitsSpeedInput Cap.Power supplyPackage
AK9232NK AvailableAvailableZDS218bit1.1MSPS32pF4.75~5.25VQFN 4mm□
AK9233NK AvailableAvailableZDS216bit1.1MSPS32pF4.75~5.25VQFN 4mm□
AK9234NK AvailableAvailableZDS214bit1.1MSPS32pF4.75~5.25VQFN 4mm□
AK9235NK AvailableCY2018/Q2SAR212bit1.0MSPS13pF3.0~5.5VQFN 3mm□

ΔΣ モジュレーター

AK922Xシリーズ
ΔΣ モジュレーター

AK922Xシリーズは、単機能⊿∑ (Delta Sigma) 型モジュレーターです。
オーバーサンプリングを使用したA/Dコンバート処理を行い、1ビットのPulse Density Modulation信号を出力します。
後段に接続するデジタルフィルタで高周波信号を抑制し、低周波信号を復調させることによって高い分解能とリニアリティを得ることができます。

AK9223MK
ΔΣ A/Dコンバーター AK9223MK
Part#Sample Mass ProductArchitectureCh#BitsSpeedOutput FormatPower supplyPackage
AK9223MK AvailableAvailableDelta-Sigma21bit10MSPSModulator4.5~5.5VTSSOP

セレクションテーブル

Part# Data
Sheet
Ch# Resolution Speed Vdd Power
Consumption
Interface Size Package Others


Ch bits MSPS V mW
mm(mm2)

   
AK9223MK2160.045.0/3.067.5Serial4.4×7.8(50)24TSSOPModulator
AK9232NK2181.15.0/3.0/1.8200SPI4×4 (16)24QFNInternal Vref/Polar coordinate calclation
AK9233NK2161.15.0/3.0/1.8200SPI4×4 (16) 24QFNInternal Vref/Polar coordinate calclation
AK9234NK2141.15.0/3.0/1.8200SPI4×4 (16)24QFNInternal Vref/Polar coordinate calclation
AK9235NK
2121.05.0/3.031SPI3x3 (9)16QFN
AK9240NK
21215.0/3.083SPI3×3 (9)20QFNTIA/PGA/LED Driver/Internal Vref/APC/LPF
AK9242NK
2161.15.0/3.0505SPI4×4 (16)24QFNTIA/PGA/Internal Vref/Polar coordinate calculation/LPF
AK9243NK
2141.15.0/3.0505SPI4×4 (16)24QFNTIA/PGA/Internal Vref/Polar coordinate calculation/LPF
AK9255ANK
2160.53.3/3.388SPI3x3 (9)16QFNNoise Suppression
AK9255NK
2161.03.3/3.388SPI3x3 (9)16QFNNoise Suppression
AK9256ANK
2140.63.3/3.388SPI3x3 (9)16QFNNoise Suppression
AK9256NK
2141.13.3/3.388SPI3x3 (9)16QFNNoise Suppression

[Note]

*TIA: トランスインピーダンスアンプ (Trans Impedance Amplifier)

*PGA: プログラマブルゲインアンプ (Programmable Gain Amplifier)


* サンプルリリース・販売開始は予告なく変更する場合があります

* 暫定版データシートの内容は予告なく変更する場合があります

技術情報

技術情報

ZDS
(Zero latency Delta Sigma)

高精度なA/Dコンバーターを使用しても、センサー出力信号を高精度にサンプリングできなければシステムの高精度化は実現できません。
しかし、A/Dコンバーターのアクイジション開始時には、「キックバック」と呼ばれる信号揺れが発生するために、高精度サンプリングは容易ではありません。

この課題を解決するのが 『ZDS』 です。
ZDSは、高精度サンプリングを容易にするA/Dコンバーターです。

[Point-1]
入力容量が小さい = キックバック量が小さい

SARの場合、その構成上高精度なA/Dコンバーターほど入力容量が大きくなり、キックバック量が大きくなってしまいます。

ZDSはSARと比較して入力容量が小さくキックバック量が小さいため、高精度サンプリングを容易にしたA/Dコンバーターです。

[Point-2]
アクイジション時間が長い = キックバックからの回復時間が長い

SARの場合、コンバージョンフェーズとアクイジションフェーズは共用することができません。
そのため、A/Dコンバーターの応答が高速であるほど、アクイジション時間は短くなってしまいます。

ZDSは、コンバージョンしながらアクイジションすることを実現しました。つまり、ZDSは高速応答でありながらキックバックからの回復時間を長くし、システムの高精度化に不可欠な高精度サンプリングを可能にします。

ZDS-NS
(Zero latency Delta Sigma with Noise Suppression)

低ノイズなA/Dコンバーターを使用しても、入力信号自身のノイズが高ければシステムの低ノイズ化は実現できません。しかし、高速応答が必要なシステムにおいて、低ノイズアナログ信号を生成することは容易ではありません。

この課題を解決するのが 『ZDS-NS』です。
ZDS-NSは高速応答でありながら、入力信号に含まれるノイズを抑圧することを可能にしたA/Dコンバーターです。

ZDS-NS内蔵デジタルフィルターのゲイン周波数特性

ZDS-NS内蔵デジタルフィルターのゲイン周波数特性を示します。
ZDS-NSは ⊿∑同様、オーバーサンプリングによる変換を行っているため、アナログ入力信号に含まれる~10MHz (*1) の高周波数ノイズ成分も変換し、内蔵デジタルフィルターで減衰させます。
さらに、オーバーサンプリング回数を増加することにより、ノイズ抑圧強度を向上させることも可能です。

(*1) クロック周波数に依存します。

ZDS-NSは、高速応答でありながら入力信号に含まれるノイズを抑圧することが可能なため、システムの高速応答/低ノイズの両立を可能にしました。

汎用 Analog Front End

汎用アナログフロントエンドは、プログラマブルゲインアンプなどの周辺回路を内蔵したA/Dコンバーターです。汎用アナログフロントエンドにより、お客様のシステムを小型・高速・高精度化します。

設計支援

設計支援

評価ツール(評価ボード・評価ソフト)

A/Dコンバーターに必要となる周辺部品を実装した評価ボード、評価ソフトなどの評価ツールを有償でご用意しています。

ご希望の方は「お問い合わせ」フォームにアクセスし、製品カテゴリーより“産業用LSI"を選択、ご意見・お問い合わせ欄に入手希望の旨を記載の上、ご連絡下さい。

評価ボード

A/Dコンバーターに必要となる周辺部品を実装した評価ボードです。
搭載しているコネクタに対し、電源電圧、入力信号を印可することで、簡単に評価できます。

また、PCと接続可能なFPGAボードおよび評価ソフトもご用意しています。

AK9232
AKD9242μB

評価ソフト

FPGAボードとPCを接続して使用する評価ソフトです。

AK9232
評価ソフト例
Part#Evaluation
Board
Part#
Evaluation Kit
(FPGA Board)
Status
AK9223MKAKD9223μBAKD9223DCBAvailable
AK9232NKAKD9232AKD9232DCBAvailable
AK9233NKAKD9233AKD9233DCBAvailable
AK9234NKAKD9234AKD9234DCBAvailable
AK9235NKAKD9235μBAKD9235DCBAvailable
AK9242NKAKD9242μBAKD9242DCBAvailable
AK9243NKAKD9243μBAKD9243DCBCY2018/Q3
AK9240NKAKD9240μBAKD9240DCBAvailable
AK9255NKAKD9255μBAKD9255DCBAvailable
AK9255ANKAKD9255AμBAKD9255ADCBAvailable
AK9256NKAKD9256μBAKD9256DCBCY2018/Q1
AK9256ANKAKD9256AμBAKD9256ADCBCY2018/Q1

アプリケーションノート

各製品をご利用いただくにあたり、アプリケーションノートをご用意しています。

AK9255NK
AK9256NK
AK9255ANK
AK9256ANK

リファレンスデザイン

配線数削減手法

消費電流抑制手法

FAQ

FAQ
(Frequently Asked Questions)
よくある質問と回答

Questions

共通

[Q9001] 電源投入時のシーケンスに制限はありますか?

[A9001] 製品によって異なります。各製品データシート内の【システムリセット】をご参照ください。記載がない製品については、特に制限はありません。

[Q9002] 2CHのADCは同時にサンプリングが可能ですか?

[A9002] はい、可能です。ADCを2基搭載しており、同時にサンプリングを行っています。

[Q9003] データシートに記載されている推奨動作温度はどこの温度のことですか?

[A9003] 周囲温度を示しています。

[Q9004] サーマルパッドは接続しなければいけませんか?

[A9004] 製品によって異なります。各製品のデータシート内の【パッケージ】の欄をご参照ください。

[Q9005] 出力の回路方式はなんですか?

[A9005] CMOS方式になります。なお、AK9223MKはTTL方式にも対応しています。

[Q9006] リファレンスデザインは入手可能ですか?

[A9006] はい、可能です。詳細は 【アプリケーションノート】 をご参照ください。

[Q9007] デカップリングコンデンサをデータシートに記載されている数より減らしたり、値を小さくしても特性に影響はありませんか?

[A9007] いいえ、その際の特性は保証できません。データシートの接続例を推奨します。

[Q9008] ADC入力前段のローパスフィルタをなくすことはできますか?

[A9008] 製品シリーズによって異なります。
<AK922X,AK923X,AK925X>
いいえ、できません。アナログ入力部前段のRCフィルターにはADCからのキックバック保護の役割もあるので、データシートに記載されている推奨値以上は必要です。
<AK924X>
はい、可能です。デフォルトで250kHzのLPFが搭載されています。また、レジスタ設定で100kHzに変更することもできます。さらに低域のLPFが必要な際は、信号入力部でローパスフィルタを別途設置する必要があります。

[Q9009] 推奨のオペアンプ製品はありますか?

[A9009] はい、あります。AK2975H等です。詳細は こちらをご参照ください。

[Q9010] 簡易評価ツールは入手可能ですか?

[A9010] はい、可能です。各種評価基板を用意しております。詳細は 【評価キット】 をご参照ください。

[Q9011] FPGAソースコードは入手可能ですか?

[A9011] いいえ、現状は対応しておりません。

ΔΣモジュレーター
AK922X

[Q9201] サンプリング周波数を20MHzにすることはできますか?

[A9201] いいえ、できません。AK9223MK の外部CLKモードは内部分周 (CLKI/2) しているので、最大10MHzのサンプリングとなります。

単機能A/Dコンバーター
AK923X

[Q9301] <極座標出力モード>時に<通常出力モード>時のデータを同時に取得することはできますか?

[A9301] いいえ、できません。<極座標出力モード>時は“偏角”と“動径”を出力しており、<通常出力モード>時のデータは出力されません。逆もまた同様です。

[Q9302] <極座標出力モード>はどのように演算しているのですか?

[A9302] CORDIC (Cordinate Rotation Digital Computer) にて演算しています。CORDICとは三角関数等の数学の関数を足し算と引き算のみで求めるアルゴリズムです。

[Q9304] レジスタを一度書き込めば、電源停止後、再起動時に自動で反映されますか?

[A9304] いいえ、できません。電源再起動時、リセット後は必ず所望のレジスタを書き込んでください。

[Q9305] レジスタWRITEピンとREADピンを共通化してI/Oポートと接続することは可能ですか?

[A9205] はい、可能です。

[Q9306] オフセット、ゲイン、位相 を各サンプルでそれぞれ補正することは可能ですか?

[A9306] はい、可能です。SPI通信にて各々のレジスタ値を更新することで補正することができます。レジスタ調整なので任意のタイミングで補正値を変更することも可能です。

[Q9307] オフセット、ゲイン、位相 の補正機能は自動で行ってくれるのですか?

[A9307] いいえ、できません。レジスタへ任意の設定値を書き込みに行く必要があります。

[Q9308] 消費電流を抑える方法はありませんか?

[A9308] あります。詳細は 【アプリケーションノート】 をご参照ください。

[Q9309] CSNとSCLKは非同期でも使用可能ですか?

[A9309] いいえ、できません。必ず同期動作で使用して下さい。

[Q9310] CSNのLowエッジのときにSCLKの状態はHi,Lowどちらでも使用可能ですか?

[A9230] 製品によって異なります。
<AK9232NK,AK9233NK,AK9234NK>
いいえ、できません。下図のようなタイミングとなった場合、CSNの立下り時にSCLKがLowの場合、DATAのMSBが出力されません。よって、SCLKのHiでのみ使用可能です。

A9020

<AK9235NK> はい、可能です。

[Q9311] CSNのHi区間にSCLKは必要ですか?

[A9311] いいえ、必要ありません。ただし、質問[Q9310]の内容に従い、SCLKの状態を設定してください。

[Q9312] デジタル配線を減らす方法はありますか?

[A9312] 製品によって、様々な手法があります。詳細は 【アプリケーションノート】 をご参照ください。

A/Dコンバーター内蔵
アナログフロントエンド
AK924X

[Q9401] <極座標出力モード>時に<通常出力モード>時のデータを同時に取得することはできますか?

[A9401] いいえ、できません。<極座標出力モード>時は“偏角”と“動径”を出力しており、<通常出力モード>時のデータは出力されません。逆もまた同様です。

[Q9402] <極座標出力モード>はどのように演算しているのですか?

[A9402] CORDIC (Cordinate Rotation Digital Computer) にて演算しています。CORDICとは三角関数等の数学の関数を足し算と引き算のみで求めるアルゴリズムです。

[Q9403] 電流入力回路の構成を教えてください。

[A9403] トランスインピーダンスアンプの構成になっています。詳細はデータシートの<機能説明>の <電流入力モード>をご参照ください。

[Q9404] レジスタを一度書き込めば、電源停止後、再起動時に自動で反映されますか?

[A9404] いいえ、できません。電源再起動時、リセット後は必ず所望のレジスタを書き込んでください。

[Q9405] レジスタWRITEピンとREADピンを共通化してI/Oポートと接続することは可能ですか?

[A9405] はい、可能です。

[Q9406] オフセット、ゲイン、位相 を各サンプルでそれぞれ補正することは可能ですか?

[A9406] はい、可能です。SPI通信にて各々のレジスタ値を更新することで補正することができます。レジスタ調整なので任意のタイミングで補正値を変更することも可能です。

[Q9407] オフセット、ゲイン、位相 の補正機能は自動で行ってくれるのですか?

[A9407] いいえ、できません。レジスタへ任意の設定値を書き込みに行く必要があります。

[Q9408] 消費電流を抑える方法はありませんか?

[A9408] あります。詳細は 【アプリケーションノート】 をご参照ください。

[Q9409] CSNとSCLKは非同期でも使用可能ですか?

[A9409] いいえ、できません。必ず同期動作で使用して下さい。

[Q9410] CSNのLowエッジのときにSCLKの状態はHi,Lowどちらでも使用可能ですか?

[A9410] 製品によって異なります。
<AK9242NK,AK9243NK>
いいえ、できません。下図のようなタイミングとなった場合、CSNの立下り時にSCLKがLowの場合、DATAのMSBが出力されません。よって、SCLKのHiでのみ使用可能です。

A9020

<AK9240NK> はい、可能です

[Q9411] CSNのHi区間にSCLKは必要ですか?

[A9411] いいえ、必要ありません。ただし、質問[Q9410]の内容に従い、SCLKの状態を設定してください。

[Q9412] デジタル配線を減らす方法はありますか?

[A9412] 製品によって、様々な手法があります。詳細は 【アプリケーションノート】 をご参照ください。

ZDS-NS A/Dコンバーター
AK925X

[Q9501] オーバーサンプリングの速度はどれくらいですか?

[A9501] 入力クロック(SCLK)の速度になります。

[Q9502] 消費電流を抑える方法はありませんか?

[A9502] あります。詳細は 【アプリケーションノート】 をご参照ください。

[Q9503] CSNとSCLKは非同期でも使用可能ですか?

[A9503] いいえ、できません。必ず同期動作で使用して下さい。

[Q9504] CSNのLowエッジのときにSCLKの状態はHi,Lowどちらでも使用可能ですか?

[A9504] はい、可能です。

[Q9505] CSNのHi区間にSCLKは必要ですか?

[A9505] いいえ、必要ありません。

[Q9506] 配線を減らす方法はありますか?

[A9506] 製品によって、様々な手法があります。詳細は 【アプリケーションノート】 をご参照ください。

[Q9507] ZDS-NSのナイキスト周波数はいくつですか?

[A9507] 入力クロック(SCLK)の半分の速度になります。

[Q9508] ZDS-NSの帯域はいくつですか?

[A9508] SCLK周波数に依存します。SCLK=20MHzのゲイン周波数特性を下図に示します。
nOSは製品 / NS Setting によって変わります。詳しくはデータシートをご参照ください。
A9508

[Q9509] ZDS-NSの出力データはどの区間の平均値になりますか?また、どのタイミングのデータに相当しますか?

[A9509] 出力データの平均区間は、2回目のSCLKの立下りエッジ ~<nOS+1>回目のSCLKの立下りエッジの区間になります。
また、出力データに相当する箇所は、2回目のSLCKの立下りエッジから<tNSPD>経過した箇所になります。
nOSおよびtNSPDは製品 / NS Setting によって変わります。詳しくはデータシートをご参照ください。

A9509

セレクションガイド

関連コンテンツ

Page Top

top