MAX86178：超低功耗臨床級生命體征AFE的卓越之選

在可穿戴設(shè)備領(lǐng)域，對于生命體征監(jiān)測的需求日益增長，一款高性能、低功耗的監(jiān)測設(shè)備顯得尤為重要。今天，我們就來深入了解一下MAX86178這款高度集成的多生命體征監(jiān)測設(shè)備。

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一、產(chǎn)品概述

MAX86178是一款專為可穿戴應(yīng)用設(shè)計(jì)的高度集成設(shè)備，它具備完整的光電容積脈搏波（PPG）、心電圖（ECG）和生物電位（BioZ）模擬前端（AFE）。該設(shè)備不僅能為健康和臨床應(yīng)用提供高性能的監(jiān)測功能，還能以低功耗運(yùn)行，從而延長電池續(xù)航時間。

二、各監(jiān)測通道特性

（一）PPG數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

PPG數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)支持多達(dá)6個LED和4個光電二極管輸入。LED由兩個高電流、8位LED驅(qū)動器進(jìn)行編程控制。接收路徑有兩個低噪聲、高分辨率的讀出通道，每個通道都包含獨(dú)立的20位ADC和業(yè)界領(lǐng)先的環(huán)境光消除（ALC）電路，這使得它成為目前市場上性能最高的集成光學(xué)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。它具有出色的環(huán)境范圍和抑制能力，環(huán)境光探測器電流大于200μA，在120Hz時平均環(huán)境抑制大于90dB，同時擁有113dB的 (SpO_{2}) 系統(tǒng)信噪比。大家可以思考一下，這種強(qiáng)大的環(huán)境光抑制能力在實(shí)際的可穿戴應(yīng)用中，能為數(shù)據(jù)采集帶來怎樣的優(yōu)勢呢？

（二）ECG通道

ECG通道具備EMI濾波、內(nèi)部導(dǎo)聯(lián)偏置、右腿驅(qū)動以及廣泛的校準(zhǔn)電壓，可用于內(nèi)置自測試。它具有高輸入阻抗（大于1GΩ）、低噪聲、高共模抑制比（CMRR）、可編程增益、抗混疊低通濾波器和高分辨率ADC等特點(diǎn)。其設(shè)計(jì)滿足IEC 60601 - 2 - 47動態(tài)心電圖系統(tǒng)監(jiān)測合規(guī)要求。在0.05Hz至40Hz頻率范圍內(nèi)，有效位數(shù)（ENOB）為15.3，輸入電流噪聲為230fARMS（+25°C），在50Hz和60Hz時，共模抑制比 (CMRR > 110dB)，直流差分輸入范圍為±1000mV（典型值1.8V），交流動態(tài)范圍為200mVP - P，這使得它能夠使用各種類型的電極，并且能防止因運(yùn)動或半電池電位變化導(dǎo)致的飽和。那么，在實(shí)際的臨床應(yīng)用中，這些特性會如何影響心電圖數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性呢？

（三）BioZ接收通道

BioZ接收通道具有EMI濾波和廣泛的校準(zhǔn)功能。它同樣具備高輸入阻抗、低噪聲、可編程增益、低通和高通濾波器選項(xiàng)以及高分辨率ADC。有多種輸入激勵模式，包括平衡方波源/吸收電流、正弦波電流以及正弦波和方波電壓激勵，激勵幅度和頻率范圍廣泛。其低噪聲BioZ接收通道有效位數(shù)為17，噪聲為0.16μVRMS，能夠進(jìn)行生物阻抗分析（BIA）/生物阻抗譜（BIS）測量，且具有較高的絕對電阻和電抗精度。大家可以想象一下，這些不同的激勵模式在不同的生物阻抗測量場景中會有怎樣的表現(xiàn)？

三、系統(tǒng)特性

MAX86178具有直流和交流導(dǎo)聯(lián)脫落檢測功能、靈活的定時系統(tǒng)和PLL，三個傳感器通道實(shí)現(xiàn)了同步。它采用7 x 7 49 - 凸點(diǎn)晶圓級封裝（WLP），封裝尺寸為2.77mm x 2.57mm，工作溫度范圍為 - 40oC至 + 85oC。此外，它是一款適用于可穿戴設(shè)備的超低功耗系統(tǒng)，典型關(guān)機(jī)電流僅為0.5μA，擁有256字的FIFO用于ECG、PPG和BioZ數(shù)據(jù)存儲，具備靈活的中斷和多AFE同步功能，F(xiàn)IFO定時數(shù)據(jù)可實(shí)現(xiàn)PPG、ECG和BioZ的同步采集。

四、應(yīng)用領(lǐng)域

MAX86178的應(yīng)用十分廣泛，包括可穿戴生命體征監(jiān)測器、動態(tài)心率監(jiān)測器、脈搏血氧儀、智能服裝應(yīng)用、阻抗心動圖/血流動力學(xué)監(jiān)測器、單頻和多頻生物阻抗分析以及脈搏到達(dá)時間（PAT）、脈搏傳輸時間（PTT）、脈搏波速度（PWV）評估等。

總的來說，MAX86178憑借其卓越的性能和低功耗特性，在可穿戴生命體征監(jiān)測領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用潛力。電子工程師們在設(shè)計(jì)相關(guān)可穿戴設(shè)備時，不妨考慮這款優(yōu)秀的產(chǎn)品。如果你想獲取更多關(guān)于MAX86178的產(chǎn)品信息，需要訪問Web Support完成保密協(xié)議（NDA）。