為可穿戴醫(yī)療提供更“小”的解決方案，ADI在模擬前端AFE和PMIC上實現(xiàn)更高集成度突破

根據(jù)Yole Development 2020年報告，醫(yī)療健康可穿戴產(chǎn)品的市場規(guī)模從2019年的3.47億件，將持續(xù)增長到2025年達(dá)到7.54億件，這個增長主要的驅(qū)動在醫(yī)療類穿戴市場和消費類穿戴市場。而這兩個驅(qū)動力都有共同的潛在需求發(fā)展方向，一是對于監(jiān)測等級的要求提高，二是生命體征監(jiān)測項目數(shù)量提高，三是追求可穿戴設(shè)備的輕便性保證長時間監(jiān)測舒適性，四是一直不變的對于續(xù)航的追求。這些共同的需求驅(qū)動反映到半導(dǎo)體器件上，就需要其提供更高的集成度、臨床級別的檢測精度和更好的能效表現(xiàn)。美信（現(xiàn)已并入ADI）近日通過在模擬前端AFE上和PMIC上的突破，可以為客戶提供更“小”的可穿戴醫(yī)療解決方案。 

MAX86178：3個完整測量系統(tǒng)、4項生命體征測量

據(jù)Maxim Integrated (現(xiàn)已并入Analog Devices)工業(yè)與醫(yī)療健康事業(yè)部醫(yī)療健康產(chǎn)品線總經(jīng)理Andrew Baker分享，全新推出的模擬前端AFE芯片MAX86178，單芯片集成了三重完整的測量系統(tǒng)，包括光學(xué)心電及生物阻抗；可以實現(xiàn)四種關(guān)鍵生命體征的測量，一是心電圖也稱ECG或EKG，二是心率即心電測量法或光學(xué)PPG測量法的心率測量，三是通過生物阻抗測量的呼吸率，四是血氧飽和度。其中ECG部分可以做到臨床等級，滿足IEC60601-2-47移動式ECG監(jiān)測的醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)，PPG同樣可以做到臨床等級的血氧檢測，性能可以高達(dá)113dB信噪比。生物阻抗監(jiān)測部分提供了靈活的測量通道設(shè)計，支持ICG、BIA/BIS、GSR/EDA監(jiān)測。
Maxim之前發(fā)布的MAX86176是PPG和ECG二合一的模擬前端，而此次最新發(fā)布的MAX86178的最大亮點在于增加了生物阻抗測量功能，提高了器件集成度。此外，PPG和ECG的也有一定的改進(jìn)：ECG更適合于干電極的應(yīng)用，PPG在信噪比也有一定提升。據(jù)Andrew Baker分享，MAX86178相比于傳統(tǒng) 的分立方案，整個可穿戴設(shè)備尺寸可以做到更小，而且采集信號可以實現(xiàn)和光學(xué)PPG和ECG系統(tǒng)的時鐘完全同步。

MAX77659：創(chuàng)新的單電感多輸出(SIMO)技術(shù)

可穿戴設(shè)備的體積較少，因此可以部署的電池容量有限。如何盡可能地提高電源的能效是終端設(shè)計者非常關(guān)鍵的設(shè)計考量。在可穿戴醫(yī)療設(shè)備上，對于電源的EMI等能力要求則更高。電源部分的高度集成化，同樣也直接影響到可穿戴設(shè)備的整體外形尺寸。針對可穿戴設(shè)備的電源需求，Maxim推出了全新的采用單電感多輸出(SIMO)技術(shù)的PMIC——MAX77659。
據(jù)Maxim Integrated (現(xiàn)已并入Analog Devices)電池電源方案事業(yè)部執(zhí)行總監(jiān)Karthi Gopalan分享，電感通常是電源解決方案中最大的外部被動元件，MAX77659的創(chuàng)新點在于集成了一個開關(guān)模式的Buck Boost充電器和三個獨立可編程的Buck Boost穩(wěn)壓器都共用一個電感，相比傳統(tǒng)方案的四個外部電感，這最大程度的縮減了解決方案的總尺寸，這些穩(wěn)壓器通過90%的重載效率大大延長了電池壽命。
另一個創(chuàng)新點在于MAX77659提供了內(nèi)部自動余量控制，通過最大限度的降低壓降來減少功率損耗以及控制熱量，提高充電效率。通常可穿戴設(shè)備為了防水防塵所以密封度很高，不利于熱量向外擴(kuò)散。而溫度升高會出發(fā)標(biāo)準(zhǔn)的安全充電保護(hù) ，導(dǎo)致充電效率大幅度下降。 MAX77659的自主的余量跟蹤功能，能夠在同樣的工作條件下，使快速充電產(chǎn)生的熱量顯著降低。通過與傳統(tǒng)方案的對比，MAX77659可以將充電速度提高4倍。
SIMO系列產(chǎn)品最早開始于2018年發(fā)布的MAX77650，此次全新推出的MAX77659除了利用自動余量控制在DC/DC 轉(zhuǎn)換器效率和電池充電算法上做出了相當(dāng)大的提升。最終做到的表現(xiàn)是：相對于傳統(tǒng)的采用分立元件的方案，將BOM減少60%、充電速度提高4 倍、方案總尺寸減小50%。

ADI此次推出的全新BioSensor AFE和PMIC，在集成度上實現(xiàn)了新的突破，可以大幅減少系統(tǒng)解決方案尺寸，提供臨床級檢測效果并提高電池續(xù)航和充放電效率。另外我們也可以期望，在Maxim并入ADI之后，可以為客戶提供更多系統(tǒng)級的解決方案。