AFE4404：集成光学心率监测与生物传感AFE

"TI-AFE4404.pdf 是德州仪器（Texas Instruments）推出的一款超小型集成模拟前端（AFE）芯片，专为可穿戴光学心率监测和生物传感应用设计。该芯片集成了发送器和接收器功能，适用于血氧饱和度（SpO2）测量、心率监测（HRM）以及多波长HRM等健康监测设备。" AFE4404的核心特性包括： 1. 发送器部分： - 支持共阳极LED配置，这种配置方式允许LED在正电压下工作，适合驱动光电传感器。 - 动态范围达到100dB，确保了信号处理的宽广范围。 - 提供6位可编程LED电流控制，最大可达50mA，并可通过扩展支持100mA，满足不同亮度需求。 - 可编程LED接通时间，可以根据应用场景调整LED的发光时长，以优化能量效率和测量精度。 - 同时驱动3个LED的能力，有利于实现多波长测量，比如在血氧饱和度检测中的红光和红外光。 2. 接收器部分： - 使用24位二进制补码格式表示光电二极管产生的电流，提供了高精度的信号读取。 - 集成了独立的直流偏移减法DAC，可以针对每个LED和环境光相位进行校准，减少噪声和偏置误差。 - 在ADC输出端有数字环境减法功能，进一步提高了信号处理的准确性和信噪比。 - 可编程互阻抗放大器（TIA）增益，范围从10kΩ到2MΩ，允许灵活调整信号放大程度。 - 同样拥有100dB的动态范围，保证了信号处理能力。 - 配备动态节能模式，可以在不使用时将电流降低至200µA以下，延长电池寿命。 3. 其他特性： - 内置I-V放大器（TIA），用于光电二极管信号的转换。 - 带有I2C接口，方便与微控制器通信，进行配置和数据读取。 - 包括电源管理，如LDO和TX/RX电源，确保系统稳定运行。 - 提供了噪声滤波功能，提高系统稳定性。 - 可选择内部或外部时钟源，适应不同系统需求。 - 有ADC准备就绪（ADC_RDY）和重置（RESETZ）等信号，便于系统同步和控制。 AFE4404是可穿戴健康监测设备的理想选择，其紧凑的封装和丰富的可编程特性使得它能够适应多种生物传感应用的需求，同时确保低功耗和高精度的测量性能。通过结合适当的LED驱动和接收信号处理，AFE4404能够在保证测量质量的同时，优化系统设计和能源效率。