Texas Instruments AFE4460 Extrem kleines integriertes AFE
Das Texas Instruments AFE4460 extrem kleine integrierte AFE ist für optische Biosensor-Applikationen, wie z. B. für die Herzfrequenzmessung (HRM) und Sättigung des peripheren kapillaren Sauerstoffs (SpO2) ausgelegt. Das AFE4460 Analog-Frontend unterstützt bis zu 32 schaltbare Leuchtdioden (LEDs) und bis zu vier Fotodioden (PDs).
Das AFE4460 extrem kleine integrierte AFE von TI verfügt über zwei LED-Treiber, die jeweils über eine 8-Bit-Stromregelung verfügen. Das AFE verfügt über eine Sende- und Empfangsschaltung mit einem hohen Dynamikbereich, welche die Erkennung von sehr kleinen Signalpegeln unterstützt. Darüber hinaus kann das Bauteil bis zu 16 Signalphasensätze definieren, wobei jeder Phasensatz eine Kombination von LED- und Umgebungsphasen enthält.
Rauscharme Offset-DACs an den Empfängereingängen können automatisch gesteuert werden, um DC vom Umgebungs- und LED-Licht zu unterdrücken. Der Strom von jedem der 4 PDs in jeder Phase wird durch TIAs in eine Spannung umgewandelt, gefiltert und mit einem gemeinsamen ADC digitalisiert. Der ADC-Code kann in einem 256-Abtastungs-FIFO-Block gespeichert werden, der dann über eine SPI- oder I2C-Schnittstelle ausgelesen werden kann.
Merkmale
- Unterstützt die Signalerfassung von bis zu 16 Phasensätzen
- Unterstützt bis zu 32 LEDs, 4 PDs
- Flexible Zuordnung von LEDs und PDs in jeder Phase
- Gleichzeitige Signalerfassung von verschiedenen Sensoren bei unterschiedlichen Datenraten
- Genaue, ununterbrochene PPG-Überwachung:
- Schwachstrom für den Dauerbetrieb auf Wearables mit einem typischen Wert: 15 µA für eine LED, 15 µA für den Empfänger
- Spitzensystem-SRV von 115 dB
- Sender:
- Programmierbarer 8-Bit-LED-Strom mit einem einstellbaren Bereich von 25 mA bis 250 mA
- Modus zur Parallelschaltung von zwei LEDs mit unabhängiger Stromregelung je Außenleiter
- Programmierbare LED-Einschaltzeit je Außenleiter
- Gleichzeitige Unterstützung von 32 LEDs für SpO2, HRM mit mehreren Wellenlängen und Spektroskopie
- Empfänger:
- Unterstützt vier Zeitmultiplex-PD-Eingänge
- 4 parallelgeschaltete Empfänger (4 Sätze TIA/Filter)
- Individueller DAC zur Umgebungsoffset-Subtraktion an allen TIA-Eingängen mit 8-Bit-Steuerung je Außenleiter und anpassbarer Bereich von bis zu 255 µA
- Individueller DAC zur LED-Offset-Subtraktion an allen TIA-Eingängen mit 9-Bit-Steuerung je Phasenregelung und Bereich von 64 µA
- Digitale Subtraktion der Umgebungsbedingungen am ADC-Ausgang
- Rauschfilterung mit programmierbarer Bandbreite
- Transimpedanz-Gain: 3,7 kΩ bis 1 MΩ
- Unterstützt einen externen Taktgeber oder einen internen Oszillator
- Option zum Erfassen von Daten, die mit einem System-Taktgeber synchronisiert sind
- Automatische Löschung von DC von Umgebung, LED
- FIFO mit 256-Abtasttiefe
- SPI™-Schnittstelle/I2C-Schnittstelle
- DSBGA von 2,6 mm x 2,6 mm, Rastermaß von 0,4 mm
- Versorgungen: Rx: 1,7 V bis 1,9 V (LDO-Bypass); 1,9 V bis 3,6 V (LDO-aktiviert), Tx: 3 V bis 5,5 V, IO: 1.7RX_SUP
Applikationen
- Optische Herzfrequenzüberwachung (HRM) für Wearables, Hearables
- Herzfrequenzvariabilität (HRV)
- Pulsoximetrie-Messungen (SpO2)
- Optische Spektroskopie
Blockdiagramm
