Der optische Kanal im ADPD7000 ist als optischer Transceiver konzipiert. Er ermöglicht die Ansteuerung von bis zu acht Leuchtdioden (LEDs) und misst das Rücksignal an bis zu vier separaten Stromeingängen. Signalversätze und -verfälschungen durch asynchrone modulierte Interferenzen, die typischerweise im Umgebungslicht vorhanden sind, werden direkt in der Signalkette eliminiert. Dadurch werden optische Filter oder extern gesteuerte Schaltungen zur Gleichstromunterdrückung überflüssig.
Die Erfassung elektrischer Herzsignale (EKG) ist so konzipiert, dass sie die rauscharme Messung im diagnostischen Bereich auch bei Vorhandensein vielfältiger Störquellen ermöglicht. Die EKG-Signalkette besitzt zahlreiche Zusatzfunktionen zur Unterstützung der EKG-Messung. Dazu zählen beispielsweise eine angesteuerte Referenz für Gleichtaktunterdrückung sowie die Lead-off-Erkennung zur Feststellung einer abgelösten Elektrode.
Die BIA-Signalkette zur Körperimpedanzanalyse (Body Impedance Analysis) ermöglicht die Messung des Körperwiderstands mit jeweils einem konfigurierbaren Erregungs- und Messpfad. Die Sinuswelle im Erregungspfad wird durch einen Digital/Analog-Wandler (D/A-W) mit 12 Bit Auflösung erzeugt. Die Erfassung der Körperreaktion auf den Reiz erfolgt mit hochpräziser Messung unter Verwendung konfigurierbarer Filter.
Die Signalkette der Elektro-Dermal-Aktivität (EDA) dient zur Messung von Veränderungen der elektrischen Eigenschaften der Haut. Der ADPD7000 unterstützt hochpräzise AC- und DC-Messungen mit 1 nS Auflösung. Dies wird durch das Multiplexing von BIA- und EKG-Peripheriekreisen ermöglicht.
Die Datenausgabe und die Funktionskonfiguration erfolgen über eine serielle Schnittstelle (SPI) im ADPD7000. Die Steuerschaltung umfasst eine flexible LED-Signalisierung und eine synchrone Erkennung, digitale Filter, digitale Wellengeneratoren sowie konfigurierbare Filter.
Der ADPD7000 ist im WLCSP-Gehäuse (36 Kontaktkugeln) mit 2,795 mm × 2,560 mm Grundfläche und Rastermaß 0,40 mm erhältlich.
Wichtigste Eigenschaften und Vorteile
- Multimodales analoges Frontend
- Optischer Kanal
- 4 Eingangskanäle mit mehreren Betriebsarten für verschiedene Sensormessungen
- 12 programmierbare Zeitschlitze für synchronisierte Sensormessungen
- Flexibles Eingangsmultiplexing zur Unterstützung von Single-Ended-Sensormessungen
- 8 LED-Treiber, von denen 2 gleichzeitig angesteuert werden können
- Flexible Abtastrate von 0,004 Hz bis 9 kHz mit internen Oszillatoren
- AC-Umgebungslichtunterdrückung: 78 dB bis zu 100 kHz
- 400 mA Gesamt-LED-Ansteuerstrom Spitze
- Individueller D/A-W zur Umgebungskompensation am TIA-Eingang mit 9-Bit-Steuerung bis hinauf zu 300 μA
- Individueller D/A-W zur LED-DC-Kompensation am TIA-Eingang mit 7-Bit-Steuerung bis hinauf zu 190 μA
- EKG-Kanal
- < 1 μV RMS RTI-Rauschen bei Diagnose-Bandbreite
- Hohe Eingangsimpedanz von 20 GΩ
- Für einen differenziellen Eingangsbereich von bis zu ±1,2 V DC
- CMRR: 115 dB
- Flexible 4-Elektroden-Konfigurationen zur Unterstützung verschiedener Anwendungen
- Sowohl AC-Leitungserkennung als auch DC-Leitungserkennung
- Unterstützung immer eingeschaltet, geringer Stromverbrauch, Lead-on-Erkennung
- BIA-Kanal
- Erregerpfad mit geringer Leistung und hoher Genauigkeit
- Konfigurierbare Anregungsfrequenz bis zu 250 kHz
- Sinuswellenanregung mithilfe eines D/A-W mit 12 Bit Auflösung
- Hohe Genauigkeit bei großer Ungleichheit der Kontaktimpedanz ≤ 20 kΩ
- Konfigurierbare Empfangsfilter mit rauscharmem Design
- Engine für komplexe Impedanzmessungen
- Integrierte Strombegrenzungswiderstände
- EDA-Kanal
- Unterstützt sowohl Spannungserregung als auch Stromerregung
- 10 kΩ bis 100 MΩ Messbereich bei 1 nS Auflösung
- DFT und Dezimation für Messergebnisse mit hoher Genauigkeit
- SPI-Kommunikation unterstützt
- 704 Byte FIFO
Anwendungen
- Tragbare Gesundheits- und Fitnessmonitore: Herzfrequenz, Herzfrequenzvariabilität, Blutsauerstoffsättigung, Körperimpedanz, Hydratation sowie Blutdruck (manschettenlos nichtinvasiv)
- Klinische Patientenmonitore: kleine Geräte für Überwachung am Krankenbett oder Remote-Überwachung, tragbare Geräte für Zuhause
- Industrielle Überwachung: Detektion von Partikeln, Aerosolen und Gasen
- Leitfähigkeitserkennung
Evaluierungsplatine
Der ADPD7000 kann mit dem EVAL-ADPD7000 evaluiert werden.
Blockdiagramme und Tabellen
