【導讀】生物電信號包含了有關(guān)身體、腦部和肌肉活動(dòng)等方面的重要信息，而生物電測量前端模擬芯片則是一種專(zhuān)門(mén)設計用于測量和采集生物電信號的集成電路芯片。生物電測量前端模擬芯片通過(guò)組件共同作用，將微弱的生物電信號放大，濾波并轉換為數字信號，以便后續的數據處理、分析和存儲。因此在醫療、健康監測和科學(xué)研究等領(lǐng)域具有廣泛應用。
生物電信號包含了有關(guān)身體、腦部和肌肉活動(dòng)等方面的重要信息，而生物電測量前端模擬芯片則是一種專(zhuān)門(mén)設計用于測量和采集生物電信號的集成電路芯片。生物電測量前端模擬芯片通過(guò)組件共同作用，將微弱的生物電信號放大，濾波并轉換為數字信號，以便后續的數據處理、分析和存儲。因此在醫療、健康監測和科學(xué)研究等領(lǐng)域具有廣泛應用。
本文將詳細介紹上海芯熾科技集團有限公司的SC2945，該款芯片集成了便攜式低功率心電圖應用的所有特性，內置單通道 24 位 Delta-Sigma (Δ-Σ)模數轉換器(ADC)、 可編程增益放大器(PGA)、內部參考和振蕩器?？紤]到對生物電信號的高精度采集和信號質(zhì)量的保護，SC2945具備了超低功耗、高增益、高采樣率等特性，以確保準確且穩定地捕捉生物電信號。
SC2945功能模塊示意圖
1. 出眾的低功耗優(yōu)勢
SC2945 擁有420 μW超低功耗的節能芯片，不管電源采用低于或者高于標準電壓的值，工作電流基本不變。使芯片在滿(mǎn)足系統的高性能要求的同時(shí)，只消耗相對較低的電流。能在測量生物電信號時(shí)有效地降低功耗，延長(cháng)電池壽命，可以廣泛應用于醫療設備、便攜式健康監測設備、運動(dòng)生理學(xué)研究、高精度數據采樣等領(lǐng)域，為疾病診斷、健康管理和科學(xué)研究提供了基礎性的工具和技術(shù)支持。
2. 卓越的性能和數據傳輸速率
SC2945的數據傳輸速率最高可達16kSPS，大大減少了數據傳輸的時(shí)間延遲，可以更精準的處理上升時(shí)間100uS以?xún)鹊钠鸩珎蜗?，這對于需要進(jìn)行長(cháng)時(shí)間監測或大規模數據采集的應用非常重要。與此同時(shí)，SC2945內置高初始精度（±0.5%）振蕩器，-40℃至85℃溫漂±1%以?xún)?。其內置振蕩器溫漂較小的優(yōu)勢，能夠有效降低溫度變化對振蕩器頻率的影響，使得芯片的信號穩定性更高，減少了溫度對信號質(zhì)量的干擾，確保數據的可靠性和準確性，即使在溫度變化較大的環(huán)境下，芯片的輸出頻率也能保持相對穩定。SC2945內置起搏檢測信號輸出與檢測電路，起搏器用于治療心臟疾病，通過(guò)給心臟提供電刺激來(lái)維持或調節心跳節律。SC2945通過(guò)高靈敏度的輸入通道和強大的信號處理功能，能夠準確地接受和解析起搏器發(fā)出的信號，靈活地將起搏信號傳輸至外部監控元件或者通過(guò)片外脈沖整形電路送回芯片進(jìn)行起搏檢測，為醫生提供可靠的數據來(lái)進(jìn)行診斷和治療決策。這種技術(shù)對于心臟病、腦疾病等常見(jiàn)疾病的監測和治療至關(guān)重要。
SC2945起搏檢測應用電路
3. 獨具優(yōu)勢的集成和可適用性
SC2945 的 12 檔可編程PGA，最大可以實(shí)現96倍輸入增益，能夠輕松捕捉毫伏甚至更微弱的信號，通過(guò)設置PGA的增益值，用戶(hù)可以在不同的測量場(chǎng)景中優(yōu)化信號的幅度范圍，也可使得SC2945能夠更好地提高系統的靈敏度和分辨率。得益于優(yōu)異的抗共模和工頻干擾能力，信號的轉換和放大過(guò)程將更加精確和可靠。并且，該芯片兼容 SPI 的串行接口，使工作時(shí)序的調試與實(shí)現更加簡(jiǎn)便。同時(shí)也提高了數據傳輸速度，提供了更大的靈活性，適用于復雜的通信需求，其智能化的設計使得它能夠簡(jiǎn)化整個(gè)系統的開(kāi)發(fā)流程，提升工程師們的工作效率。
SC2945上位機波形測試界面
結語(yǔ)
SC2945作為低功耗生物電測量前端模擬芯片，以其出眾的性能、低功耗和靈活性，完美地適應了現代便攜式醫療設備和可穿戴設備的需求。其準確測量的能力將為醫療健康監測、運動(dòng)生理學(xué)研究和生物反饋等領(lǐng)域帶來(lái)突破性進(jìn)展。
關(guān)于上海芯熾
上海芯熾科技集團有限公司2019年8月成立，核心業(yè)務(wù)聚焦在高端模擬集成電路研發(fā)和應用，其產(chǎn)品廣泛用于智能汽車(chē)、新能源、通信、工業(yè)控制、醫療器械、精密儀器以及各類(lèi)高端消費電子等領(lǐng)域。
上海芯熾堅持正向設計和源頭創(chuàng )新，致力于為客戶(hù)提供國產(chǎn)高性能、高品質(zhì)模擬集成電路產(chǎn)品。公司技術(shù)積累深厚，研發(fā)實(shí)力強，產(chǎn)品種類(lèi)齊全，產(chǎn)品線(xiàn)涵蓋各類(lèi)模數轉換器 (ADC)、數模轉換器 (DAC)、運算放大器、高速接口電路等，有消費、工業(yè)、車(chē)規和宇航等不同產(chǎn)品等級。此外，公司還可為客戶(hù)提供定制化設計服務(wù)，以滿(mǎn)足特殊技術(shù)和產(chǎn)品需求。
上海芯熾已量產(chǎn)近百款模擬芯片產(chǎn)品，并不斷推出新產(chǎn)品，持續豐富各條產(chǎn)品線(xiàn)。
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