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                                        面向医疗健康可穿戴产品的难点,ADI带来突破性的模拟前端和电源芯片

                                        作者:迎九(《 电子产品世界》记者)时间:2021-12-22来源:电子产品世界收藏


                                        本文引用地址:http://www.weightlox.com/article/202112/430489.htm

                                        1   可穿戴医疗健康产品兴起

                                        据Yole 2020 年发表的报告显示,医疗健康可穿戴产品的市场规模从2019 年的3.47 亿件,会持续增长到2025 年的7.54 亿件,复合年均增长率14%。主要驱动力是医疗和消费类穿戴市场。而这两大驱动力都有共同的潜在需求——对多项关键生命体征的监测,这对相关系统和芯片供应商来说是一次非常大的机遇。

                                        2   穿戴产品设计的难点是什么

                                        1)模拟前端

                                        Maxim Integrated( 现已并入Analog Devices) 工业与医疗健康事业部医疗健康产品线总经理Andrew Baker指出,在加入更多的传感器设计时,会考虑到需要用哪些通道,哪些信号的类型需要怎样去相互干扰的特性。

                                        另外,在系统设计时也可能会考虑到多个信号的同步,例如在测量ECG、PPG 等多种信号时,对于某些衍生的生命体征的算法开发也会考虑到严格的时钟同步。

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                                        Maxim Integrated(现已并入Analog Devices)工业与医疗健康事业部医疗健康产品线总经理Andrew Baker

                                        一些生命体征指数,例如怎样去提升穿戴产品的血氧测量?例如在手腕上测血氧,人的血流信号是从弱到强分布很广,对于有些人,或者在某些场景下,他们的血流灌注指数(PI)非常低。在这种情况下,模拟前端需要非常高的信噪比来实现相对精准的测量。

                                        ECG 在穿戴产品设计里也面临一些挑战。例如,对于干皮肤的测量,冬天在比较干燥的北方,或者在空调房间里,皮肤可能极度干燥,这种情况下较难测量。

                                        对此,MAX86178 以及之前的MAX86176 有相关的解决方案和设计指南,可在多场景下达到医学标准。尤其新产品MAX86178 的三合一系统,用单芯片完成了4 项生命体征的采集,使心电图、心率、血氧饱和度、呼吸率的采集系统变得更精简。

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                                        Maxim Integrated (现已并入Analog Devices)电池电源方案事业部执行总监Karthi Gopalan

                                        2)电源

                                        在系统设计时需要非常慎重地考虑到供电。因为对于这些模拟前端,要有非常干净的电源,以便在测量这些生物传感的体征时,系统上的噪声尽量减小。

                                        Maxim Integrated ( 现已并入Analog Devices) 电池电源方案事业部执行总监Karthi Gopalan 称,MAX77659的优势是:客户无需担心传统的解决方案之间各个元件之间的配置问题。因为内部已做过很多测试,像对于信号完整性要求比较高的这种医疗的传感器是其中一类;还有GPS,音频的设备等,对于信号的完整性要求是比较高的。刚开始,客户开始会觉得MAX77659 是一个新架构,他们会趋于保守,想用已经熟悉的新品, 而为了展现SIMO(单电感多输出)是非??煽康慕饩龇桨?,MAX77659 已在音频、医疗、GPS 等应用中做过大量测试。

                                        新产品MAX 77659 采用了SIMO 架构芯片(如图)。在传统芯片中,如果需要3 路的开关模式电源的输出以及1 个开关模式的充电,至少需要4 个电感,而电感通常是电源方案中外部最大的被动元件。在MAX 77659里,这3 路开关模式的输出以及1 路开关模式的充电共用1 个电感(如下图),这样将物料清单减少了60%,同时总电源解决方案尺寸减小50%。

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                                        图 MAX77659的SIMO架构

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                                        相对于市场上现有的其他电源管理芯片,MAX77659可以为可穿戴设备、耳戴式设备和物联网设备提供4 倍的充电速度。通过Maxim Integrated( 现已并入ADI) 的测试,在短暂充电10 min 后,芯片就可以为产品提供4 h 的运行时间。

                                        (本文来源于《电子产品世界》杂志2021年12月期)



                                        关键词: 202112

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