該AFE44S30是用于光學(xué)生物傳感應(yīng)用的模擬前端，例如心率監(jiān)測 （HRM） 和外周毛細血管氧飽和度 （SpO 2 ).該器件支持多達 8 個開關(guān)發(fā)光二極管 （LED） 和多達 4 個光電二極管。最多可以定義 24 個信號相位，并且可以同步方式從每個相位獲取信號。來自光電二極管的電流通過跨阻放大器 （TIA） 轉(zhuǎn)換為電壓，并使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ADC） 進行數(shù)字化處理。ADC代碼可以存儲在128個樣本的先進先出（FIFO）模塊中?？梢允褂?SPI 接口讀出 FIFO。AFE 還具有具有 8 位電流控制的完全集成的 LED 驅(qū)動器。該器件具有高動態(tài)范圍的發(fā)射和接收電路，有助于檢測非常小的信號電平。
*附件：afe44s30.pdf

特性

• 支持多達 24 個相位的信號采集
• 靈活分配 8 個 LED，每相 4 個 PD
• 以不同的數(shù)據(jù)速率同時從不同傳感器采集信號
• 準確、連續(xù)的心率監(jiān)測：
  • 系統(tǒng)信噪比高達 108 dB（16 μA PD 電流）
  • 低電流，可在可穿戴設(shè)備上連續(xù)工作，典型值：LED 為 15 μA，接收器為 20 μA
• 發(fā)射機：
  • 支持共陽極LED配置
  • 8 位可編程 LED 電流，范圍范圍為 25 mA 至 250 mA
  • 兩個 LED 并聯(lián)點亮的模式，具有獨立的每相電流控制
  • 每相可編程 LED 導(dǎo)通時間
  • 同時支持 8 個 LED 用于 SpO 2 、HRM 或多波長 HRM
• 接收器：
  • 支持4個時間復(fù)用光電二極管輸入
  • 2 個并行接收器（兩組 TIA/濾波器）
  • 每個TIA輸入端的單獨環(huán)境失調(diào)減法DAC，每相8位控制，范圍可調(diào)至255 μA
  • 每個TIA輸入端的單個LED失調(diào)減法DAC，具有5位每相控制和15.5 μA范圍
  • 接近 100 dB 的環(huán)境抑制，最高可達 10 Hz
  • 具有可編程帶寬的噪聲濾波
  • 跨阻增益：3.7 kΩ至1 MΩ
• 支持外部時鐘和內(nèi)部振蕩器模式
• 可選擇采集與系統(tǒng)主時鐘同步的數(shù)據(jù)
• 自動消除環(huán)境、LED 的直流
• 具有 128 個樣本深度的 FIFO
• SPI接口
• 2.6 mm × 2.1 mm DSBGA，0.4 mm 間距
• 電源：Rx：1.7 V-1.9 V（LDO旁路）;1.9 V-3.6 V（啟用 LDO），Tx：3 V-5.5 V，IO：1.7-3.6 V

參數(shù)

方框圖

AFE44S30 是德州儀器推出的超小尺寸集成模擬前端（AFE），專為可穿戴設(shè)備的光學(xué)生物傳感應(yīng)用設(shè)計，核心用于心率監(jiān)測和血氧檢測。

核心參數(shù)與特性

• 傳感配置 ：支持最多 8 個 LED 和 4 個光電二極管（PD），可定義 24 個信號相位，支持不同傳感器同步采集。
• 性能指標(biāo) ：系統(tǒng) SNR 最高 108 dB（16μA PD 電流），功耗低（LED 典型 15μA，接收器典型 20μA），環(huán)境抑制比接近 100 dB（≤10Hz）。
• 發(fā)射與接收 ：LED 驅(qū)動為 8 位可編程電流（25mA-250mA），支持雙 LED 并行觸發(fā)；接收器含 2 組 TIA / 濾波器，跨阻增益 3.7kΩ-1MΩ，具備環(huán)境和 LED 偏移抵消 DAC。
• 存儲與接口 ：內(nèi)置 128 樣本深度 FIFO 緩存，通過 SPI 接口讀取數(shù)據(jù)；支持內(nèi)部振蕩器和外部時鐘模式，可同步系統(tǒng)主時鐘。
• 供電范圍 ：接收端 1.7V-1.9V（LDO 旁路）/1.9V-3.6V（LDO 使能），發(fā)射端 3V-5.5V，IO 接口 1.7V-3.6V。

應(yīng)用場景

適用于可穿戴設(shè)備、音頻設(shè)備的光學(xué)心率監(jiān)測（HRM）、心率變異性（HRV）檢測及脈搏血氧飽和度（SpO?）測量。

封裝與訂購信息

• 采用 2.6mm×2.1mm 30 引腳 DSBGA 封裝，引腳間距 0.4mm。
• 量產(chǎn)型號包括大卷帶（3000 片 / 卷）和小卷帶（250 片 / 卷）版本，符合 RoHS 標(biāo)準。
• 引腳鍍層為 SNAGCU，MSL 等級 1，峰值回流溫度 260°C，工作溫度 - 40°C 至 85°C。