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AFE4420
ZHCSIE5A –JUNE 2018–REVISED JULY 2019
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
1 特性
•
电源:
–
Rx:
1
•
•
•
支持多达 16 个相位的信号采集
–
–
1.7V 至 1.9V(LDO 旁路)
1.9V 至 3.6V(LDO 已启用)
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:
–
–
Tx:3V 至 5.5V
–
–
高达 100dB 的动态范围
IO:1.7V 至 RX_SUP
以低电流在可穿戴设备上持续运行,其典型值
为:
2 应用
–
LED 为 15μA,接收器为 20μA
•
用于可穿戴设备和耳戴式设备的光学心率监测
(HRM)
•
发送器:
–
–
支持共阳极 LED 配置
•
•
•
•
心率变异分析 (HRV)
脉动式血氧计 (SpO2) 测量
最大耗氧量 (VO2 Max)
卡路里消耗
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
3 说明
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。
–
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
器件信息(1)
•
•
支持外部时钟和内部振荡器模式
器件型号
AFE4420
封装
封装尺寸(标称值)
自动环境消除模式 (AACM),可增大接收器的动态
范围
DSBGA (30)
2.60mm × 2.10mm
(1) 如需了解所有可用封装,请参阅数据表末尾的可订购产品附
录。
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•
•
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
简化原理图
工作温度范围:–40°C 至 +85°C
TX_SUP
LED1
LED2
LED3
LED4
TX4
2.6mm × 2.1mm DSBGA 封装,0.4mm 间距
CONTROL1
RX_SUP
TX_SUP
IO_SUP
TX1
TX2
TX3
1.8
V
LDOs
ALDO_1V8, DLDO_1V8
CF
INP1
PD1
PD2
INM1
INP2
ILED
ADC
THR_DET_RDY
I2C_SPI_SEL
Threshold
Detection
Offset
DAC
RF
INM2
INP3
Noise
reduction
SPI/
I2C Interface
SPI
TIA
FIFO
I2C
filter (x4)
RF
RESETZ
PD3
PD4
INM3
INP4
4
MHz
Oscillator
ADC_RDY
GPIO1
GPIO2
CF
Timing Engine
INM4
Automatic
Ambient
Cancellation
128 kHz
Oscillator
CLK
1
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