缺芯對醫(yī)療電子及穿戴健康領(lǐng)域的影響

自2020年以來，全球智能電子產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)受到缺芯的影響已持續(xù)兩年有余。在“缺芯潮”中，模擬芯片與GPU芯片都曾經(jīng)是最為緊缺的種類。即使在過去的兩年中，以臺(tái)積電、英特爾為代表的芯片頭部廠商不斷為了解決這一情況而努力，但始終未見根本性的成效。在這一波缺芯潮中，醫(yī)療電子及穿戴健康領(lǐng)域受到的影響尤為明顯。

以心電芯片為例，高精度的ECG信號是醫(yī)生用來準(zhǔn)確判斷用戶心臟健康的依據(jù)。心電監(jiān)測設(shè)備要求傳感芯片能夠不失真的獲取完整的ECG信號（P Q R S T）波形而不是簡單的心跳。因此此類專用芯片技術(shù)門檻較高，目前主要被國外如TI，ADI等巨頭公司壟斷。由于近些年的芯片短缺，目前導(dǎo)致大部分使用包括TI公司ADS1291, ADS1292, ADS1292R等芯片的廠商面臨無芯可用，產(chǎn)品無法出貨的難題。

而國內(nèi)廠商近些年推出的KS1081/KS1082芯片是一款全集成的單/雙通道心電ECG模擬前端芯片，集成了高精度運(yùn)放和模擬信號調(diào)理電路、基準(zhǔn)電路和精密線性電源電路。該系列芯片具有較低等效輸入?yún)⒖荚肼暫?0-720的可編程放大倍數(shù)，能夠支持金屬干電極以及傳統(tǒng)Ag/AgCl電極實(shí)現(xiàn)心電ECG信號的高保真?zhèn)鞲胁杉?。其可圈可點(diǎn)的性能和特性，在設(shè)計(jì)心電監(jiān)測產(chǎn)品上完全可實(shí)現(xiàn)國外此類心電專用芯片的功能性替代。通過并聯(lián)還可實(shí)現(xiàn)多導(dǎo)聯(lián)的心電監(jiān)測。

此外KS1081/KS1082還具有如下特性：內(nèi)置線性電源電路可以提供寬的單電源供電范圍（1.8V至3.7 V），單通道動(dòng)態(tài)功耗約120uA，休眠模式下低于0.1uA。頻段帶寬為220Hz，完全覆蓋了醫(yī)療級ECG信號的頻段。在易用性和靈活性方面，芯片具有50-360倍的可編程增益用來應(yīng)對不同應(yīng)用場景下的信號獲?。ㄈ缧乜谛碾妶D或手腕心電圖采集）。芯片還集成了右腿驅(qū)動(dòng)(RLD)電路作為參考電極，進(jìn)一步提高噪聲環(huán)境下高精度讀取微弱信號的能力。芯片采用QFN20封裝，器件尺寸僅為3.0mm× 3.0mm，且應(yīng)用方案外圍元件少于5個(gè)。

在穿戴心電監(jiān)測應(yīng)用方面，基于KS1081/KS1082芯片與藍(lán)牙控制器如Nordic NRF528XX系列可以打造高精度、低功耗、微小型心電監(jiān)測產(chǎn)品，并可輕松嵌入穿戴智能產(chǎn)品中。方案可以在指尖、手腕處通過通過金屬電極實(shí)現(xiàn)高精度心電圖ECG的采集（包含P,Q,R,S,T波段）。該系列芯片可廣泛應(yīng)用在手持心電、心電貼、心電腰帶、手環(huán)心電及手表心電等智能穿戴心電監(jiān)測產(chǎn)品。

審核編輯：湯梓紅