德州仪器AFE4900超低功耗模拟前端的介绍、特性、及应用

来源：HQBUY 发布时间：2021-05-07

摘要： 德州仪器AFE4900超低功耗集成模拟前端(AFE)设计用于同步心电图(ECG)、光容积描画(PPG)信号采集。同步PPG信号链支持四个开关发光二极管(led)和多达三个光电二极管(PDs)。一个完全集成的LED驱动器控制LED电流高达20...

德州仪器AFE4900超低功耗集成模拟前端(AFE)设计用于同步心电图(ECG)、光容积描画(PPG)信号采集。同步PPG信号链支持四个开关发光二极管(led)和多达三个光电二极管(PDs)。一个完全集成的LED驱动器控制LED电流高达200mA。光电二极管的电流通过跨阻抗放大器(TIA)转换为电压，然后使用模数转换器(ADC)进行数字化。同样的ADC接口ECG信号链与仪器放大器(INA)和可编程增益。心电图输入引脚可以使用右腿驱动(RLD)放大器设置。AFE4900支持交流和直流引线检测方案。128个样本先入先出(FIFO)块存储来自PPG和ECG阶段的ADC代码，并使用I读出 (2)C或串行编程接口(SPI)接口。

特性

同步PPG，数据速率高达1kHz的ECG信号采集
心电图信号链:
- 独立心电图采集高达4kHz
- 输入偏置:1导联心电图rworld偏置
- 可编程INA增益:2到12
- 输入噪声(1赫兹到150赫兹):2.5µVrms 1 khz, 1.25µVrms速度4 khz数据
- 交流、直流引线检测:12.5nA至100nA
PPG接收机:
- 支持三路分时复用PD输入
- 来自PD的24位电流表示
- 直流偏置减法DAC(±126µ)TIA输入每个领导、环境
- ADC输出的数字环境减法
- 具有可编程带宽的噪声滤波
- 跨阻增益:10k欧姆到2毫欧
- 动态范围高达100dB
- 接收机在PPG-Only运营模式在大约1µ/ Hz采样率
- 省电模式:约0µ

PPG发射机:
- 四个led共阳极配置
- 8位LED电流高达200mA
- 模式可以同时启动两个led
- 可编程的领导准时
- 同时支持三个led的SpO(2)，或多波长HRM
- 平均电流30µ足够的一个典型的心率监测情况:
  - 20 ma设置,60µ脉冲持续时间,25 hz采样率
使用外部或内部时钟的时钟
先进先出(FIFO)， 128个采样深度，用于ECG和PPG
I(2)C, SPI接口:可通过引脚选择
工作温度范围:-20°C ~ +70°C
2.6mm×2.1mm，间距0.4mm DSBGA包
供应:
- Rx: 1.8V至1.9V (LDO旁路)，2.0V至3.6V (LDO启用)
- Tx: 3V到5.25V
- IO: 1.7V to Rx_SUP