技术干货|晶华微一站式单芯片方案,助推额温枪技术与品质升级

晶华微 发表于 2020-05-29 16:59:59 收藏 已收藏
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技术干货|晶华微一站式单芯片方案,助推额温枪技术与品质升级

晶华微 发表于 2020-05-29 16:59:59

近几年来,额温枪在技术上得到迅速发展,性能不断完善,功能不断增强,品种不断增多,适用范围也不断扩大。比起接触式测温方法,额温枪有着响应时间快、非接触、使用安全及使用寿命长等优点,额温枪示意图,如图1所示。

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图1. 额温枪示意图

新冠肺炎疫情的爆发,让一直不温不火的额温枪成为了2020年开年以来医疗电子市场的紧俏产品之一,成了疫情防控的重要物资,小小额温枪是如何完成重大“使命“的呢?

额温枪的工作原理:

额温枪又称红外测温仪,吸收人体发射的红外线辐射能量来测定体温。

任何物体在高于绝对零度(-273℃)以上是都会向外发出红外线,额温枪通过传感器接受红外线,并转化为电信号,由红外测温信号处理芯片将电信号转换为数字信号得出感应温度数据。工作原理图,如图2所示。

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图2. 额温枪工作原理图

保证额温枪精确度的三大关键点:

1、 红外热电堆传感器本身也是属于MEMS芯片技术,其设计与生产的条件也影响其精度和测量一致性。晶华微与国内外多家大型红外热电堆厂家长期保持重要合作关系,为终端客户提供一站式产品化应用方案。

2、 取决于红外测温信号处理芯片ADC的精度与稳定性。晶华微的红外测温信号处理芯片是采用高精度ADC+MCU的SoC,单芯片即可完成信号测量、数/模转换、数据处理、內置LCD/LED驱动及通讯传输串口等功能,如图3所示。

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图3. 单芯片方案结构图

3、 对传感器信号和环境温度补偿的软件算法的优劣,也直接影响测量准确度和一致性。晶华微在便携式额温枪/耳温枪方案开发有多年经验,合作客户量产额温枪已超千万支,产品均符合国内CFDA或国外FDA、CE医疗资质认证。

方案介绍:

整个人体红外测温系统由红外热电堆传感器、控制芯片(SD8709)、显示按键、电源、蜂鸣器和指示灯等电路组成。

此方案基于晶华微SD8709芯片设计的额温枪解决方案,具有电路简单,外围器件少及整体功耗低等优点,电路原理图如图4所示:

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图4. SD8709单芯片额温枪方案电路原理图

晶华微方案优势:

晶华微是国内极少数拥有红外测温芯片研发及应用方案开发能力的IC设计公司。在红外测温领域耕耘5年,上百个成熟稳定的解决方案。连续3年大规模量产发货,已与全国几十家规模化生产的知名厂商保持长期稳定的合作,并为德国、瑞士等海外知名厂商大量供货。

单芯片方案,节省外围器件,性价比高;算法先进、稳定,生产效率高。

晶华微提供一站式软硬件支持,根据客户传感器特性和PCB尺寸定制方案,如图5所示。

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图5. PCB电路板

芯片介绍:

SD8709是高精度 24 位ADC的SoC产品,外围资源丰富:RTC,可选的多种稳压电源输出,灵活设置的 PGIA 模块,升压模块,UART、I²C、SPI、TIMER、PWM/PDM、PFD、CAPTURE 输出模块,LCD 驱动等。

本产品带 16k Bytes OTP,可以低压自烧录,烧录电压范围:2.4V~3.6V,OTP可以替代EEPROM 使用。

超低功耗设计,典型应用时整个芯片的工作电流约为 1mA(IAD=0)或 1.5mA(IAD=1)。提供三种工作模式:正常工作模式、待机模式和休眠模式。

芯片特点:

  • 8位RISC超低功耗MCU,16kBytes OTP程序存储器,512Bytes SRAM数据存储器。
  • 集成多种时钟振荡器,可灵活选择,选择外部晶振时,支持停振检测功能。
  •  高精度 ADC,ENOB=18.8bits@8sps,差分 2通道或单端 4 通道,输出速率可选。
  • ADC 外部基准与内部基准可选,内部集成多种基准选项。
  • 低噪声高输入阻抗前置放大器,1、12.5、50、100 和 200 倍增益可选。
  • 24SEG×4COM 液晶驱动电路,超低功耗和大驱动能力设计。
  • 低压烧录功能,可以替代外部 EEPROM。
  • 内有硅温度传感器,可单点校准。
  • 丰富的外围资源:UART,I²C,SPI,PWM/PDM,PFD,TIMER,CAPTURE,RTC。
  • 灵活的电池检测功能,检测范围 2.0V~3.3V;掉电检测电路和上电复位电路。
  •  工作电压范围:2.4V~3.6V;工作温度范围:-40℃~ 85℃。

结语:

多年来,晶华微一直致力于人体健康管理领域的探索,凭借晶华微高精度ADC和高性能MCU,实现对体重、体脂、体温等各人体健康参数的精准测量。晶华微将持续加大研发投入,深耕各应用领域,为用户提供专业精准的解决方案,支持终端客户向更高端的产品迈进,为行业赋能,推动中国大健康产业高速发展。

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