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参数

Type Integrated Photoplethysmography (PPG) Number of input channels 4 Resolution (Bits) 24 Number of LEDs 4 Operating temperature range (C) -40 to 85 Interface type I2C open-in-new 查找其它 生物传感 AFE

特性

  • 支持多达 16 个相位的信号采集
  • 在每个相位内均可实现灵活的 LED 和 PD 分配
  • 精确、连续的心率监测:
    • 高达 100dB 的动态范围
    • 以低电流在可穿戴设备上持续运行,其典型值为:
      • LED 为 15µA,接收器为 20µA
  • 发送器:
    • 支持共阳极 LED 配置
    • 8 位可编程 LED 电流,可调范围为 50mA 至 200mA
    • 并行点亮两个 LED 的模式
    • 可编程 LED 导通时间
    • 同时支持 4 个 LED,适用于优化型 SpO2、HRM 或多波长 HRM
    • 可编程控制信号,使用外部 SPDT 开关可运行多达 8 个 LED
  • 接收器:
    • 支持 4 路时分多路复用光电二极管输入
    • TIA 输入端的独立直流失调消减 DAC,用于每个 LED 和环境光相位,具有 7 位控制功能且范围高达 ±254µA
    • 跨阻增益:10kΩ 至 2MΩ
    • ADC 输出端的数字环境消减,可抑制环境噪声
    • 具有可编程带宽的噪声滤波器
  • 支持外部时钟和内部振荡器模式
  • 自动环境消除模式 (AACM),可增大接收器的动态范围
  • 具有灵活中断生成功能的两个可编程 GPIO 引脚
  • 采样深度为 128 的 FIFO
  • I2C、SPI 接口:可通过引脚进行选择
  • 工作温度范围:–40°C 至 +85°C
  • 2.6mm × 2.1mm DSBGA 封装,0.4mm 间距
  • 电源:
    • Rx:
      • 1.7V 至 1.9V(LDO 旁路)
      • 1.9V 至 3.6V(LDO 已启用)
    • Tx:3V 至 5.5V
    • IO:1.7V 至 RX_SUP

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描述

AFE4420 是一款面向光学生物传感 应用的模拟前端 (AFE),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可切换发光二极管 (LED) 和四个光电二极管。可以定义多达 16 个信号相位,并且可以以同步方式从每个相位获取信号,并将其存储在 128 样本的先入先出 (FIFO) 块中。FIFO 可通过 I2C 或 SPI 接口读取。这款 AFE 还配有具有 8 位电流控制功能的全集成 LED 驱动器。该器件具有宽动态范围的发送和接收电路,有助于检测超小信号电平。

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类型 标题 下载最新的英文版本 日期
* 数据表 用于多传感器可穿戴设备、光学心率监测和生物检测且具有 FIFO 的 AFE4420 超小型集成式 AFE 数据表 (Rev. A) 下载英文版本 (Rev.A) 2019年 10月 11日
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设计与开发

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硬件开发

评估板 下载
199
说明

AFE4420 是一款面向诸如心率监测 (HRM) 和周围毛细血管氧饱和度 (SpO2) 测量等光学生物传感应用的模拟前端 (AFE)。此器件支持 4 个开关发光二极管 (LED) 和 4 个光电二极管。来自光电二极管的电流通过互阻抗放大器 (TIA) 转换为电压,并使用模数转换器 (ADC) 进行数字化。ADC 代码可存储在具有可编程深度的 128 样本 FIFO 中。可以对 FIFO 深度进行分区,以容纳需要存储的相位。可通过 I2C 或 SPI 接口读取 FIFO。该 AFE 还配有带 8 位电流控制功能的完全集成式 LED 驱动器。该器件可通过外部时钟或内部振荡器计时。此器件使用 I2C 接口与外部主机处理器进行通信。AFE4420 评估模块 (EVM) 旨在加速与 AFE4420 器件相关的评估和系统开发活动。

特性
  • 在评估模式下以最高 1000 SPS 的速率采集数据
  • 基于 USB 的电源和 PC 应用连接
  • 访问所有 AFE4420 寄存器
  • 基于 USB 的固件升级选项

设计工具和仿真

仿真工具 下载
PSPICE® for TI design and simulation tool
PSPICE-FOR-TI — PSpice® for TI 可提供帮助评估模拟电路功能的设计和仿真环境。此功能齐全的设计和仿真套件使用 Cadence® 的模拟分析引擎。PSpice for TI 可免费使用,包括业内超大的模型库之一,涵盖我们的模拟和电源产品系列以及精选的模拟行为模型。

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入门

  1. 申请使用 PSPICE-FOR-TI 仿真器
  2. 下载并安装
  3. 观看有关仿真入门的培训
特性
  • 利用 Cadence PSpice 技术
  • 带有一套数字模型的预装库可在最坏情形下进行时序分析
  • 动态更新确保您可以使用全新的器件型号
  • 针对仿真速度进行了优化,且不会降低精度
  • 支持对多个产品进行同步分析
  • 基于 OrCAD Capture 框架,提供对业界广泛使用的原理图捕获和仿真环境的访问权限
  • 可离线使用
  • 在各种工作条件和器件容许范围内验证设计,包括
    • 自动测量和后处理
    • Monte Carlo 分析
    • 最坏情形分析
    • 热分析

参考设计

参考设计 下载
配备 Bluetooth® 5 的可穿戴 16 相多传感器 SpO2 和心率监测仪 (HRM) 参考设计
TIDA-010029 This reference design enables a wearable, optimized saturation of peripheral capillary oxygen (SpO2) and multi-sensor, multi-wavelength optical heart rate monitor (HRM). It uses AFE4420 device, which is a single-chip, bio-sensing front end for photoplethysmography (PPG) measurements. It supports up (...)
document-generic 原理图 document-generic 用户指南 document-generic 下载英文版本 (Rev.A)

CAD/CAE 符号

封装 引脚 下载
(YZ) 30 了解详情

订购与质量

包含信息:
  • RoHS
  • REACH
  • 器件标识
  • 引脚镀层/焊球材料
  • MSL 等级/回流焊峰值温度
  • MTBF/FIT 估算
  • 材料成分
  • 认证摘要
  • 持续可靠性监测

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