凌力尔特：降低ADC及驱动器功耗

凌力尔特公司混合信号产品组产品市场经理Alison Steer称，在便携式医疗电子产品中，ADC 用于监视生命体征 (例如：血压、血氧含量、血糖和体温等)。随着便携式医疗设备传感器的发展，就非侵入式护理保健来说，对于延长电池寿命和小型化的需求变得愈发至关紧要。工作期间的低功耗对延长电池寿命很重要，而打盹和停机模式则能更进一步降低功耗。在某种情况下，降低 ADC 中的功耗带来的收效日益减少，而 ADC 驱动器的功耗却超过了ADC本身。

为此，凌力尔特开发了可用于降低整个信号链路之功耗的新颖技术。例如：延长 SAR(逐次逼近寄存器型)ADC的采集时间将允许使用稳定速度慢得多的较低功率驱动器。另一种仅有凌力尔特SAR ADC运用的技术是数字增益压缩 (DGC)，其免除了驱动器放大器的负电源，并可保持 ADC 的完整分辨率。负电源轨的免除可降低信号链路的总功耗并简化设计。比如：当采用功耗仅为18mW的18位1.6Msps SAR ADC LTC2379-18 时，在启用数字增益压缩功能的情况下，允许我们使用单电源LTC6362 ADC驱动器来驱动 LTC2379-18，在功耗仅5mW情况下，仍然实现了高达100dB的SNR(信噪比)性能。

有些医疗测量要求模拟电路连续运行，每秒获取数千甚至数百万个读数。而其他一些应用则只要求每天获取单个读数。对于此类偶然的测试，模拟电路仅需上电一次并进行测量，而在一天的其余时间里则处于以低功率“睡眠”模式运行的“空闲”状态。由于凌力尔特 SAR ADC 架构具有自动断电特性，功耗随采样速率线性调节，因此采样速率越慢消耗的功率就越少。借助一款没有最小采样速率要求的无延迟SAR ADC，即可采用单触发采样操作以降低功率耗散，从而使ADC即使在经历了漫长的空闲周期之后也能完成准确的测量。

人们采用较宽的输入范围，以在ADC中实现较高的SNR性能，但这未必能获得更好的输入参考噪声，而在诸如X射线成像和细胞分选仪等低功率、高精度应用中，输入参考噪声是一项很重要的性能指标。之所以希望拥有低输入参考噪声，是因为它能为应用提供明显改善的有效分辨率或无噪声代码分辨率。有趣的是，当把一个具有8Vp-p输入范围的16位 10Msps SAR ADC的输入参考噪声与凌力尔特具2.1Vp-p输入范围的16位20Msps流水线型ADC LTC2270进行对比时，我们发现后者的输入参考噪声仅为46µVrms(前者则为75µVrms)，而功耗却几乎是SAR ADC的一半。

Maxim：体佩式设备需要的技术

Maxim战略市场应用经理Steve LaJeunesse介绍了医疗电子的技术概况。

超低功耗模拟测量电路、低功耗微控制器(MCU)上运行的先进的处理和motion rejection算法是实现体佩式传感器的第一步。来自患者或使用者的信号通常很小，且充满需要滤除的模拟噪声信号。滤除噪声后，鉴于数据反映的是最为隐私的个人信息，因此必须加以安全保护，以防被他人获取。通过先进的加密技术对数据进行安全保护后，将数据通过短距离无线连接发送至手机。内部电池的高效电源管理(如：Maxim的ModelGauge)和能量收集技术可使传感器长时间保持工作。

超低功耗模拟测量

模拟电路是来自现实世界的信号与微控制器的接口。低功耗、高精度放大器(如：Maxim的MAX9617系列)具有低功耗、低噪声、零失调和超小尺寸封装等特性。该系列放大器能够最大程度地减小方案尺寸，并且在整个工作过程中无需校准。

先进的处理/算法

医学研究工作者在过去的十年内努力使机器在医疗领域发挥更大的作用，其中最主要的成就是发展了能够准确识别人体相关信息的算法。凭借这些成果，可以使用简单的微控制器对人体信息进行收集和预处理，为专家诊断做准备。

安全

来自患者的数据是极为隐私的，必须加以安全保护。目前有多种方法可用于对从患者或用户端收集的数据进行安全保护。Maxim在安全微控制器市场居于领先地位，所提供的医疗应用方案(如：DS28E01)可用于现今多种不同类型的医用设备。

低功耗微控制器

集成微控制器的功耗不断降低，使得采用单节锂电池支持超长时间工作成为可能。Maxim的MAXQ系列微控制器可用于电池直接供电的应用，强大的计算能力能够支持现今先进的算法。该系列微控制器能够无缝连接至低功耗、短距离无线装置，如：蓝牙或ANT+。

能量收集

得益于前面提到的设备在降低功耗方面的成绩，从各种能量源(如：太阳能、热能或压电传感器)收集的能量有了用武之地。Maxim的MAX17710能量收集充电器和保护器能够将收集的能量加以利用。在未来5年内，微型收集源将使这种技术成为主流。

上述技术的融合是体佩式电子设备的发展趋势。现在，设计一个仅靠单个锂纽扣电池供电的设备(如：无线ECG、心率、氧含量、呼吸、体温监测设备)已经成为现实。测量来自传感器的信息、对其进行数字化、然后发送至手机、进而传输给医生。