参考灵敏度_美信MAXREFDES103评测：集成算法处理的高灵敏度健康传感器腕带参考设计方案...

健康永远是一个备受大众关注的话题，而今年又一次成为了人们关注的焦点风口浪尖。现在人们缺乏运动，很多人却全然不知自己处在亚健康状态。如何才能即及时又方便地知道自己的健康状态呢？健康腕带无疑是一个很好的选择。而市面上的腕带设备品类繁多、良莠不齐，很多产品测量不准，最后也只被能当成玩具使用。作为研发人员，如果想从零开发功能完备的健康腕带，难度大、时间长。怎么能快速地开发一套测量准确的健康腕带呢？让我们一起来看看美信最近推出的MAXREFDES103参考设计可以给我们带来什么样的惊喜吧！

开箱

MAXREFDEF103参考设计方案装使用简洁的白色纸壳作为包装，一张打印了产品简介的标签贴在盒子的正面，简洁明快，直奔主题。

打开外包装后可以看到一张泡棉保护着器件。

拆开包袋装，我们拿到了以下器件：

·  1个MAXREFDES103腕带

·  1个MAXDAP连接器

·  1根Type-C USB数据线

·  2根Micro USB数据线

·  1张备用的遮光贴纸

MAXREFDES103简介

MAXREFDES103为腕戴式可穿戴设备，适用于健康检测应用，具备高灵敏度和算法处理功能。该健康传感器腕带平台包括外壳和生物传感器集，带有嵌入式算法，适用于心率和 血氧的测量，依靠传感器集中器MAX32664C来自于模拟前端(AFE) MAX86141的PPG信号。产品可通过Bluetooth®将结果或原始数据传输到Android® app或PC GUI上，用于用户后续的演示、评估和定制开发。

特性

• 光电容积脉搏波描记法(PPG)

• 基于腕带的嵌入式心率、血氧饱和度 (SpO2) 算法

• 心率变异性(HRV)、呼吸频率、睡眠质量算法

• 可穿戴健康腕带规格

• MAX32664传感器集中器

• MAX86141 PPG模拟前端

• 三轴加速度计

• Windows® 和Android图形用户界面

硬件描述

拆开 MAXREFDES103腕带，可以看到产品内部整体由控制板和传感器板两块电路板组成，之间由一根FPC排线连接，上下排布，安装在壳体内部。

先看看控制主板部分，主板通过TYPE C USB接口连接上位机，MAX14689EWL+T单刀双开模拟开关用于切换USB的调试和数据模式。MAX20303BEWN+提供整个方案电路的电源管理功能。MAX32630作为主控芯片，进行数据通讯、收集、处理及存储。板载64MB的FLASH MX25U51245GZ4I54用于离线数据的存储。6轴加速度、陀螺仪BMi160用于采集运动数据。内置CC2564的PAN1326B BLE蓝牙模块与外部应用进行通讯。

再看看传感器电路板部分，3轴加速度传感器KX122-1037、光学数据采集MAX86141通过SPI接口与传感器集中器MAX32664GWEZ+连接，同时MAX32664GWEZ+与主控制板通过I2C接口连接。

通过下面的系统框图，我们可以更直观地观看MAXREFDES103的硬件结构。

通过上面的介绍我们可以看到，美信在整个方案的核心部分都使用了自己的芯片，如电源管理芯片MAX20303、主控MAX32630、集成了算法的传感集中器MAX32664、光学脉搏血氧和心率传感器MAX86141、四路单刀双掷开关MAX4740，其他传感器和存储器则选取了各家优势的芯片。

下面我们来看下整个方案使用的几颗核心芯片吧。

MAX20303

MAX20303是用于超低功耗可穿戴应用的可编程电源解决方案。MAX20303不但可提高效率，而且占位尺寸极小，可大大减小设计尺寸。MAX20303借助一组灵活的功率优化稳压器，可实现高集成度，从而打造全面优化的电源架构。每个稳压器的静态电流专门设置为1μA(典型值)，从而延长始终要处于工作状态的应用的电池寿命。

MAX20303的特性如下：

• 延长电池充电间隔，延长电池使用时间

  • 2个Micro-IQ降压稳压器(每个稳压器的IQ均小于1μA(典型值))

     • 220mA输出

     • Buck1：0.8V至2.375V(25mV步进)

     • Buck2：0.8V至3.95V(50mV步进)

  • Micro-IQ LV LDO/负载开关(1μA IQ(典型值))

     • 1.0V至2.0V输入电压

     • 50mA输出

     • 0.5V至1.95V输出(25mV步进)

    • Micro-IQ LDO/负载开关(1μA IQ(典型值))

     • 输入电压范围：1.71V至5.5V

     • 100mA输出

     • 0.9V至4V(100mV步进)

  • Micro-IQ降压-升压稳压器(1.3μA IQ(典型值))

      • 250mW输出

      • 2.5V至5V(100mV步进)

• 易于实现的Li+电池充电

     • 较宽的快速充电电流范围：5mA至500mA

     • 智能电源选择器

     • 28V/-5.5V容限输入

     • 可编程JEITA电流/电压分布

• 高度集成，最大限度减小解决方案的占位面积

     • 安全输出LDO

     • 存在CHGIN时为15mA

     • 5V或3.3V

• 触觉驱动器

     • 具有快速启动和中断功能的ERM/LRA驱动器

     • 自动共振跟踪(仅限LRA)

• 支持多种显示设置

• Micro-IQ升压稳压器(2.4μA IQ(典型值))

   • 300mW输出

   • 5V至20V(250mV步进)

   • 3通道灌电流

      • 可耐受20V的电压

      • 可编程范围：0.6mA - 30mA

      • 优化系统控制

      • 上电/复位控制器

      • 可编程按钮控制器

      • 可编程电源排序

      • 工厂货架模式

     • 片上电压监测器多路复用器和模数转换器 (ADC)

MAX20303的典型应用框图如下：

可以说，MAX20303考虑了穿戴设备电源管理的各种情况，从一开始就是为了可穿戴设备而生。

MAX32630

MAX32630 是一颗基于Cortex-M4F的微控制器，它非常适合用于可穿戴医疗和健身设备。该MCU采用工作频率高达96MHz的内部振荡器。该器件还具有低功耗4MHz振荡器系统时钟选项，用于持续监控应用，在LP0模式下的待机电流只有600nA。

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