缺芯对医疗电子及穿戴健康领域的影响

      自2020年以来，全球智能电子产品产业受到缺芯的影响已持续两年有余。在“缺芯潮”中，模拟芯片与GPU芯片都曾经是最为紧缺的种类。即使在过去的两年中，以台积电、英特尔为代表的芯片头部厂商不断为了解决这一情况而努力，但始终未见根本性的成效。在这一波缺芯潮中，医疗电子及穿戴健康领域受到的影响尤为明显。

      以心电芯片为例，高精度的ECG信号是医生用来准确判断用户心脏健康的依据。心电监测设备要求传感芯片能够不失真的获取完整的ECG信号（P Q R S T）波形而不是简单的心跳。因此此类专用芯片技术门槛较高，目前主要被国外如TI ，ADI等巨头公司垄断。由于近些年的芯片短缺，目前导致大部分使用包括TI公司ADS1291, ADS1292, ADS1292R等芯片的厂商面临无芯可用，产品无法出货的难题。

      而国内厂商近些年推出的KS1081/KS1082芯片是一款全集成的单/双通道心电ECG模拟前端芯片，集成了高精度运放和模拟信号调理电路、基准电路和精密线性电源电路。该系列芯片具有较低等效输入参考噪声和50-720的可编程放大倍数，能够支持金属干电极以及传统Ag/AgCl电极实现心电ECG信号的高保真传感采集。其可圈可点的性能和特性，在设计心电监测产品上完全可实现国外此类心电专用芯片的功能性替代。通过并联还可实现多导联的心电监测。

      此外KS1081/KS1082还具有如下特性：内置线性电源电路可以提供宽的单电源供电范围（1.8V至3.7 V），单通道动态功耗约120uA，休眠模式下低于0.1uA。频段带宽为220Hz，完全覆盖了医疗级ECG信号的频段。在易用性和灵活性方面，芯片具有50-360倍的可编程增益用来应对不同应用场景下的信号获取（如胸口心电图或手腕心电图采集）。芯片还集成了右腿驱动(RLD)电路作为参考电极，进一步提高噪声环境下高精度读取微弱信号的能力。芯片采用QFN20封装，器件尺寸仅为3.0mm × 3.0mm，且应用方案外围元件少于5个。

      在穿戴心电监测应用方面，基于KS1081/KS1082芯片与蓝牙控制器如Nordic NRF528XX系列可以打造高精度、低功耗、微小型心电监测产品，并可轻松嵌入穿戴智能产品中。方案可以在指尖、手腕处通过通过金属电极实现高精度心电图ECG的采集（包含P,Q,R,S,T波段）。该系列芯片可广泛应用在手持心电、心电贴、心电腰带、手环心电及手表心电等智能穿戴心电监测产品。

　　审核编辑：汤梓红