使用超小型ADC设计低功耗医疗设备解决方案当前,医疗设备的发展正在彻底改变家庭医疗保健市场。
人们可以在不离开家的情况下诊断各种健康状况。
技术的发展使便携式自我保健系统成为现实。
这些系统可以帮助人们监测重要指标,例如血压,血糖和体温。
& nbsp;& nbsp;& nbsp;& nbsp;& nbsp;家庭医疗监视和监视系统可以帮助人们控制自己的健康,但是这些医疗设备必须快速有效,并且在最重要的时候可以保证工作。
随着便携式医疗传感器的发展,对于更长的电池寿命和更小的外形尺寸的需求对于无组织的侵入式护理越来越重要。
& nbsp;& nbsp;& nbsp;& nbsp;& nbsp;医疗测量设备通常需要集成各种信号调节电路,包括放大器,滤波器,参考源和模数转换器(ADC)等,以区分和识别传感器信号。
除了体积小以外,读取传感器输出的模拟电路还需要低功耗操作,以提供更长的电池寿命和更长的读取时间,这一点也很重要。
随着更小,更快的模拟IC的推出,由壁式插座供电的小型,低功耗医疗设备变得越来越流行。
& nbsp;& nbsp;需要小尺寸和低功耗解决方案的医疗设备的示例包括血液分析系统,脉搏血氧仪,数字X射线和数字温度计。
& nbsp;& nbsp;& nbsp;& nbsp;& nbsp;医疗测量中使用的模拟电路一些医学测量需要连续运行模拟电路,并且每秒获得数千甚至数百万个读数。
而且某些应用程序只需要每天阅读一次。
就这些意外测试而言,模拟电路只需要上电一次即可进行测量,然后在一天的其余时间内保持空闲状态。
此时,可以将其置于低功率“睡眠”状态。
模式。
& nbsp;& nbsp;& nbsp;& nbsp;& nbsp;模拟IC的选择取决于传感器读数的频率。
模拟电路的核心是ADC,该ADC最终将来自传感器的模拟读数转换为数字结果。
数字结果可以存储在存储器中或显示在屏幕上。
对于大多数便携式医疗传感器应用而言,数据转换器的最佳选择是逐次逼近寄存器(SAR)ADC。
& nbsp;& nbsp;& nbsp;& nbsp;& nbsp;选择这种类型的ADC的原因很多。
首先,SAR ADC非常适合测量从零赫兹(稳态)到几兆赫兹的信号。
这些ADC还具有快速响应和低延迟的特性,使其非常适合测量单个或多个输入。
另一个关键因素是功率。
与闪存或流水线ADC不同,SAR ADC的功耗会随着采样率的变化而变化。
因此,以每秒10,000个样本(10ksps)的速度运行的ADC的功耗将低于以100ksps的速度运行的ADC的功耗,这是非常重要的。
例如,以每秒几百万个样本(Msps)的速率转换数据的SAR ADC可能消耗几毫安的电流,而当以1ksps或更低的采样率运行时,同一SAR ADC可能仅消耗数十微安的电流。
。
& nbsp;& nbsp;脉搏血氧仪脉搏血氧仪是受益于SAR ADC作为其核心的医疗应用示例。
该设备用于测量相当于患者血液中血红蛋白的血氧含量。
脉搏血氧仪可检测动脉中的血液搏动,因此也可以计算患者的心律。
一对发光二极管(LED)通过患者身体的半透明部分(通常是指尖)面对光电二极管。
发光器触发波长为660nm的红色LED,同时触发波长为940nm的红外LED。
光电二极管接收这两个信号,并将光电流转换为电压。
然后,由ADC测量该电压,以根据光在穿过患者体内后每个波长的吸收率来读取血氧的百分比(请参见图1)。
下一步通常是穿越隔离设备,然后将数字数据发送到数据采集系统以进行存储或在监视器上显示。
& nbsp;& nbsp;图1所示的凌力尔特公司LT6202放大器提供了一个很好的解决方案。