返回Texas Instruments

Texas Instruments AFE4420模拟前端 (AFE)

Texas Instruments AFE4420模拟前端 (AFE) 用于光学生物传感应用，例如心率监测 (HRM) 和血氧饱和度 (SpO2) 测量。该器件支持多达四个开关发光二极管 (LED) 和多达四个光电二极管。最多可定义16个信号相位，信号可从每个相位以同步的方式采集，存储在可容纳128个样品的先入先出 (FIFO) 块中。FIFO的内容可使用I2C或SPI接口读出。这款AFE还配有带8位电流控制的全集成LED驱动器。AFE4420具有宽动态范围的发送和接收电路，有助于感测超小信号电平。

特性

  • 支持多达16个相位信号采集
  • 在每个阶段灵活分配LED和PD
  • 准确、连续心率监视
    • 高达100dB动态范围
    • 低电流，在可穿戴设备上以典型值连续工作
      • LED 15µA，接收器20µA
  • 发射器
    • 支持共阳极LED配置
    • 8位可编程LED电流，在50mA至200mA范围内可调
    • 以两个LED并联模式
    • 可编程的LED接通时间
    • 同时支持4个LED，实现最优血氧饱和度 (SPO2) 测量、心率监测 (HRM) 或多波长HRM
    • 可编程控制信号，使用外部SPDT开关扩展至8个LED
  • 接收器
    • 支持4个时间复用光电二极管输入
    • TIA输入端独立直流偏移减法DAC，用于每个LED，环境光7位控制，范围高达±254µA
    • 跨阻增益：10kΩ至2MΩ
    • ADC输出端的数字环境减法，从而抑制环境噪音
    • 具有可编程带宽的噪声过滤功能
  • 支持外部时钟和内部振荡器模式
  • 自动环境光抵消模式(AACM)，从而提高接收器的动态范围
  • 两个可编程GPIO引脚，灵活生成中断
  • FIFO，128个样品深度
  • I2C、SPI接口：可通过引脚选择
  • 工作温度范围：–40°C至+85°C
  • 2.6mm×2.1 mm DSBGA、 0.4mm脚距
  • 电源
    • RX
      • 1.7V至1.9V（LDO旁路）
      • 1.9V至3.6V（LDO启用）
    • Tx：3V至5.5V
    • IO：1.7V至RX_SUP

应用

  • 光学心率监测（HRM），用于可穿戴设备和可听式设备
  • 心率变异度（HRV）
  • 脉搏血氧仪 (SpO2) 测量
  • 最大耗氧量（VO2最大值）
  • 卡路里消耗

简化示意图

原理图 - Texas Instruments AFE4420模拟前端 (AFE)
发布日期: 2018-07-02 | 更新日期: 2022-11-01