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生物传感器
生物传感器
应用概述
PPG穿戴式心率方案

RTL8765AC是一种光电容积脉搏波描记法 (PPG) 应用前端 (AFE),采用光学非侵入式测量技术,提供有关心血管系统性能的重要信息。PPG可以检测组织微血管床的血液容积变化。其结果包含一个脉冲生理波形,该波形归因于每次心跳时血液容量的同步变化,并叠加在一个缓慢变化的基线上,该基线包含各种低频成分,如呼吸或运动干扰。

Realtek的PPG AFE能为穿戴式装置提供准确的运动心率,以及智能健康指标,搭配Realtek的穿戴平台,提供心率、血氧、动态环境光抑制、穿脱 (皮肤) 识别等算法。

极低的功耗适合电池装置的应用,含LED功耗仅29μA @3.3V。

综合上述特点,RTL8765AC适用于各种穿戴式应用。

系统架构

RTL8765AC同时控制LED(Tx)和光电二极管(Rx)的时序,以从受测者测量并获取PPG信号,并将其从模拟信号转换为数字信号。此AFE支持两个LED驱动器,提供四个可配置的LED开关,以及两个同步接收通道,以增强运动期间的动态测量结果。

RTL8765AC的时间框架可以根据不同的LED颜色光源或手表下方的不同光电二极管位置灵活安排测量。对于每个接收通道,RTL8765AC最多分配四个专用处理单元来处理测量数据。

系统架构
系统架构

对于户外运动,RTL8765AC的两个同步接收通道有助于提高输入信号的质量和可靠性。此外,RTL8765AC的AFE能够直接将环境光对测量的影响降低约60dB,频率范围从低交流到高达1kHz。PPG和环境光信号的直流分量可以通过不同的IDAC设置来消除。这种消除过程可以直接由内建处理单元控制,无需MCU干预,从而节省系统功耗并降低软件算法的设计复杂度。此外,它还可以降低ADC所需的动态范围和位数,从而进一步降低系统功耗。

实用案例

Realtek自研的独家双路Fusion算法,支持1/2/4路PD输入,可以测量高动态范围、低误差的心率数值。
以下为与心率带对比的实测数据:
静态误差 <5 BPM = 98%
静态心率变异性 (HRV) = 11 毫秒
跑步平均 ±1.8 BPM
静态打字平均 ±1.6 BPM

实用案例

应用场景

医疗用血氧机
应用场景
静态血氧饱和度监测

高海拔活动及呼吸道疾病血氧饱和度监测

穿戴式设备——智能手表、手环、戒指
应用场景
7×24H全天候健康监测

持续实时监测心率、运动、睡眠、压力等身体状态。    

方案优势

方案优势
超低功耗

超低功耗设计,专为电池供电应用优化,整机功耗(含LED)仅29μA @ 3.3V, 大幅延长电池使用寿命。

方案优势
多重降噪

卓越的环境光噪声消除技术,具备LED与环境光直流IDAC消除功能, 以及交流消除功能(1kHz时抑制比可达约60dB),实现三重消除能力。

方案优势
双通道同步接收

两个同步RX接收通道有助于提高输入信号的质量和可靠性。

推荐芯片

选择适合你设计要求的芯片产品
RTL8765AC
TX Channels 4 chs
LED Driver 2 sets
TX Current/Ch. 200mA
RX Channels 2 chs
PD Port Numbe 4
Receive SNR @2.5uA 66.9dB
Perfusion Index 0.5%
Measurement Per Frame 8 max
FIFO Size 256-word
Interface I2C
Receive Power @ 25Hz 20uA
Supply (V) 1. 8V for core and analog 1.8 to 3.3V for IO
Package WLCSP23, 2.50×2.30
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