健康医疗产业蓬勃发展 可穿戴智能手表市场看俏

健康医疗产业蓬勃发展 可穿戴智能手表市场看俏

近年来,智能手环、智能手表等可穿戴装置发展迅速,主因在于现代人更重视运动锻炼,随时掌控身体状态的生理数据,可及早发现身体所出现的异常警讯。本文将为您介绍由ADI公司所推出的AD8233心电图(ECG)生物电势信号调理模块,了解它在健康医疗、可穿戴智能手表上的功能与应用。

高度集成以简化心电图设备设计

随着人口老龄化的发展趋势,有越来越多的人更重视医疗保健,除了重视日常生活的运动锻炼与营养摄取之外,如果能够实时地监测身体的状态,将有助于及早发现身体所发出的警讯,预防憾事的发生,这也正是开发智能手环、智能手表业务的公司,在过去这几年中营收快速增长的原因。

可穿戴设备最常见的穿戴位置是手腕,我们习惯于在手腕上佩戴设备,这就是为什么市场上有如智能手表和腕戴设备这么多产品的原因。除了手腕之外,头部是可穿戴设备的另一个好位置。例如,将嵌入式传感器以耳机和耳塞等不同的样式集成,用于测量心率、氧饱和度和温度等参数。身体上可穿戴设备的第三个位置是胸部,第一代心率监测器是以围绕胸带的方式设计,目前则倾向于选择胸部贴片,因为背带穿起来不太舒服。

ADI公司看到了这个市场需求,推出了AD8233低功耗的新一代生物电模拟前端(AFE),这是一种适用于心电图(ECG)和其他生物电势测量应用的集成信号调理模块。利用它可实现尺寸更小、重量更轻、外观更隐蔽、电池续航时间更长的心脏监护设备。AD8233 AFE是一款全集成式单导联心电图前端,设计成一个紧凑易用的器件。

通常,开发人员需要用多个独立器件来设计ECG前端,这会增加成本和设计时间。高度集成、即拆即用的AD8233 AFE消除了这些不必要的成本和额外时间,帮助开发人员更快地将产品推向市场。此外,AD8233器件的2.0mm × 1.7mm的超小尺寸特性,使得可穿戴健康设备能实现尺寸更小、重量更轻且更易穿戴的设计。

对使用者而言,穿戴大块头、笨重、显眼的监护仪会很不舒服,甚至干扰到日常生活。长续航时间可确保心脏监护仪能够进行连续监测以提供准确的数据,不必因电池充电或更换而中断,因此是一项至关重要的特性。而AD8233 AFE的功耗在微安级,使电池续航时间得以大大延长。

AD8233可于嘈杂条件下采集、放大和过滤微小的生物电势信号,例如由于运动或远处放置电极而产生的信号。借助这种设计,超低功率模数转换器(ADC)或嵌入式微控制器可轻松采集输出信号。

AD8233采用一个二极高通滤波器来消除运动伪影和电极半电池电势。这种滤波器与仪表放大器的架构紧密耦合,从而在单级中实现大增益和高通滤波,进而节省空间和成本。借助一个通用运算放大器,AD8233可形成一个三极低通滤波器来消除更多噪声。用户可选择所有滤波器的截止频率,以便满足不同应用类型的需求。为了改善系统中线路频率的共模抑制和减轻其他不想要的干扰,AD8233集成一个用于驱动导联的RLD放大器。

AD8233包括快速恢复功能,可缩短高通滤波器长时间稳定尾部的持续时间。在突变信号变化导致放大器跳动(例如导联关断状态)后,AD8233会自动调整到更高的滤波器截止频率。此功能可让AD8233快速恢复,从而确保在将电极连接到测量对象后尽快执行有效测量。AD8233采用20球的WLCSP封装,可在0℃至70℃范围内拥有最佳效能,并可在−40℃至+85℃范围内工作。AD8233可应用于健身和活动心率监护仪、便携式ECG、可穿戴和远程健康监护仪、游戏外设、生物电势信号采集,如肌电图(EMG)或脑电图(EEG)等领域。

为了协助客户开发相关产品,ADI也同时提供AD8233的评估板、参考设计、基于Web的滤波器设计工具和Spice模型,以帮助用户进行设计导入和加快产品上市。AD8233CB-EBZ评估板集成AD8233心率监护(HRM)前端,并安装了各种所需的元器件,为健身应用的初始评估提供便利性。具有输入、输出、电源,引线关闭检测端子被路由到测试引脚,可简化连接。开关和跳线可用于设置输入偏置电压、关断(SDN)、右腿驱动关断(RLD SDN)、快速恢复(FR)、直流/交流导联脱落检测模式。AD8233CB-EBZ评估板为4层板,仅在主边上安装器件,副边上提供橡胶脚以实现机械稳定性,并提供布局图作为视觉辅助和参考设计。

 

特色产品

AD8233CB-EBZ