ZHCU476B May   2019  – October 2020

 

  1.   说明
  2.   资源
  3.   特性
  4.   应用
  5.   5
  6. 1系统说明
    1. 1.1 使用 TIDA-01580 测量的参数简介
    2. 1.2 高级系统说明
    3. 1.3 典型应用
    4. 1.4 系统规格和设计特性
    5. 1.5 主要系统规格
  7. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 主要产品
      1. 2.2.1 AFE4900
      2. 2.2.2 CC2640R2F
      3. 2.2.3 TPS61099
      4. 2.2.4 TPS63036
      5. 2.2.5 TPD1E10B06
    3. 2.3 系统设计理论与设计注意事项
      1. 2.3.1  AFE4900 和电源
      2. 2.3.2  CC2640R2F 微控制器
      3. 2.3.3  PPG 测量
      4. 2.3.4  ECG 测量
        1. 2.3.4.1 两电极配置
        2. 2.3.4.2 三电极配置
      5. 2.3.5  选择用于驱动 LED 的 TX 电源（TX_SUP）值
      6. 2.3.6  生成用于驱动 LED 的 TX 电源电压
        1. 2.3.6.1 对输出电压进行编程
        2. 2.3.6.2 最大输出电流
        3. 2.3.6.3 输入和输出电容器选型
        4. 2.3.6.4 开关频率
        5. 2.3.6.5 TPS61099 升压转换器的 WEBENCH® 仿真
      7. 2.3.7  为 AFE4900 生成 RX 电源电压
        1. 2.3.7.1 设置输出电压
        2. 2.3.7.2 电容器选型
        3. 2.3.7.3 输出电流限制
        4. 2.3.7.4 电感器选型
        5. 2.3.7.5 TPS63036 的 TINA-TI™ 仿真
      8. 2.3.8  生成 I/O 电源电压
      9. 2.3.9  电池输入和充电电容器
      10. 2.3.10 电池寿命计算
        1. 2.3.10.1 AFE4900 电流消耗
        2. 2.3.10.2 CC2640R2F 电流消耗
        3. 2.3.10.3 导通状态电流计算
        4. 2.3.10.4 关断状态电流计算（考虑电池电压 = 3V）
      11. 2.3.11 外部存储器
      12. 2.3.12 LED 指示
      13. 2.3.13 传感器板与 ECG 板之间的连接
  8. 3硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 需要的硬件和软件
      1. 3.1.1 硬件
        1. 3.1.1.1 将光学传感器和 ECG 板连接至主板
        2. 3.1.1.2 PPG 传感器板之间的差异
      2. 3.1.2 软件
        1. 3.1.2.1 TIDA-01580 板的软件加载（BLE 的发送端）
        2. 3.1.2.2 为检查测量数据执行 LabVIEW™ 文件（BLE 的接收端）
    2. 3.2 测试和结果
      1. 3.2.1 测试设置
      2. 3.2.2 测试结果
        1. 3.2.2.1 使用 PPG（绿色 LED）和 ECG 测量心率
        2. 3.2.2.2 使用红色和红外 LED 测量 SpO2
        3. 3.2.2.3 PTT 测量
        4. 3.2.2.4 导联脱落检测
          1. 3.2.2.4.1 交流导联脱落检测
          2. 3.2.2.4.2 直流导联脱落检测
        5. 3.2.2.5 低电池电量指示
        6. 3.2.2.6 直流/直流转换器的波形
        7. 3.2.2.7 电池寿命测试
  9. 4设计文件
    1. 4.1 原理图
    2. 4.2 物料清单
    3. 4.3 PCB 布局建议
      1. 4.3.1  主板布局
      2. 4.3.2  PD 与 AFE 之间的连接
      3. 4.3.3  LED 与 AFE 之间的连接
      4. 4.3.4  ECG PAD 与 AFE 之间的连接
      5. 4.3.5  BT 与 AFE 之间的连接
      6. 4.3.6  BT 天线与芯片之间的连接
      7. 4.3.7  升压转换器
      8. 4.3.8  降压/升压转换器
      9. 4.3.9  PPG 传感器板布局
      10. 4.3.10 ECG 传感器板布局
      11. 4.3.11 布局图
    4. 4.4 Altium 工程
    5. 4.5 光绘文件
    6. 4.6 装配图
  10. 5软件文件
  11. 6相关文档
    1. 6.1 商标
  12. 7关于作者
  13.   Revision History

2.3.2 CC2640R2F 微控制器

图 2-3 展示了 CC2640R2F MCU 配置的原理图。

GUID-E8A940C5-661E-4292-8458-3482B5B846BE-low.gif图 2-3 CC2640R2F MCU 原理图

通过使用 TPS63036 器件获得 MCU 的 VDSS 电源（2.1V）。使用 CC2640R2F MCU 的内部直流/直流转换器生成 VDDR 电源，L8、C20、C25 和 C27 构成该转换器的滤波器组件。Y1 是 24MHz 的高频外部时钟，Y2 是 32kHz 的低频外部时钟。CC2640R2F MCU 的 GPIO 引脚（DIO_0 至 DIO_30）与不同的功能模块（如存储器接口线、AFE4900 接口线、SPI 通信、LED 驱动器等）相连接。

射频前端用于具有内部偏置的差分端配置。平衡-非平衡变压器 LFB182G45BG5D920 器件用于射频前端并根据应用进行调整。J7 是用于传导射频测量（如果需要）的连接器。天线是 PCB 天线。

GUID-BF2C9D29-1566-411C-95DE-73DB15BBB8B9-low.png图 2-4 CC2640R2F MCU 去耦

VBATT 通过 L5（GHz 噪声抑制芯片铁氧体磁珠）连接到 VDSS，为 MCU 提供低噪声电源电压。C19 和 C22 是去耦电容器。一个 2.1V 电压通过 L6（GHz 噪声抑制芯片铁氧体磁珠）连接到 VDDS2 和 VDDS3 引脚，为 MCU 提供低噪声电源电压。C23 和 C24 是去耦电容器（请参阅图 2-4）。

GUID-B6AD53C0-00DE-489D-9536-51DCB7E190CD-low.gif图 2-5 MCU 编程连接器

使用一个 JTAG 接头对 MCU 进行编程，如图 2-5 所示。通过德州仪器（TI）的 ESD 二极管（TPD1E10B06DPYR）对连接器输入进行保护。TPD1E10B06 器件是一款采用小型 0402 封装的单通道 ESD TVS 二极管。这款 TVS 保护产品提供 ±30kV 接触 ESD 和 ±30kV IEC 气隙保护，并具有一个带背靠背 TVS 二极管的 ESD 钳位电路，用于支持双极或双向信号。