随着现代社会的快速发展和生活节奏的加快,越来越多的人们开始关注自己的健康问题,特别是心血管疾病。据世界卫生组织的统计数据显示,心血管疾病是全球人口死亡率最高的疾病之一。而近年来,心源性猝死、心梗等健康问题的发生人群年龄呈明显下降趋势,这也引起了人们的高度关注。

为了解决这一问题,各大消费电子巨头纷纷推出了带有心率监测功能的电子设备,如智能手环、智能手表等。然而,这些消费级的电子设备存在着穿戴方式引起误差、基线漂移、运动伪迹噪音及QRS识别不准确等问题,导致数据的准确性和可靠性受到了影响。

为了解决这些问题,Chen Ya Jun设计了一种基于低功耗元器件和改进的自适应滤波算法的穿戴式便携式心电监测设备。该设备利用MOSFET开关电路切换系统的充电与供电状态,采用三轴加速度传感器和信号采集模块等硬件模块,可以采集人体三轴加速度信号,感知人相对运动的剧烈程度,并优化算法的滤波效果,输出“干净”的心电信号。样机大小仅39mm X 20mm,续航时间长,功耗低,具有充电快等优势。


【心电预警检测系统的硬件框架图】

在该设备的硬件设计中,信号采集模块采用ADS1292R数模转换器芯片

【ADS1292R外围电路原理图】


主控芯片采用STM32L452CEU6

【主控单片机的基本电路】

三轴加速度模块采用ADXL345BCCZ加速度传感器芯片

【三轴加速度外围电路】


无线传输模块采用B-0004低功耗蓝牙4.0模块

【电源管理模块的电路原理图】

充电模块采用BQ21040电源管理芯片,稳压芯片采用TLV70033DCK稳压器。


【光源预警控制电路】

而在光源预警控制电路中,采用了三色RGB发光二极管和微型震动电机来实现发光和震动,并选用了NMOS管和PMOS管作为开关电路中的开关器件。

而在MOS管的选择中,可以选用VBsemi微碧的双沟道N+N MOS管VBTA3230NS,Vds=20V,Id=0.6A,250μA是栅源阀值电压为1V。

【电源管理模块的电路原理图】


此外,微碧半导体企业主要产品的封装有:SOP-8 、TO-220(F)、TO-263、TO-247、TO-252、TO-251、SOT-23、SOT-223、SOT-89、QFN、AO3400、IRF540、IRF630等系列封装产线。

微碧半导体MOS管广泛应用于3C数码、安防设备、测量仪器、广电教育、家用电器、军工/航天、可穿戴设备、汽车电子、网络通信、物联网IoT、新能源、医疗电子、照明电子、智能家居、电脑主板显卡、MID\UMPC 、GPS、蓝牙耳机、PDVD、车载DVD、汽车音箱、液晶显示器、移动电源、手机电池(锂电池保护板)、LED电源等产品中。

【电源管理模块的电路原理图】

经过样机测试,该设备可以长时间稳定工作,功耗低,R波定位准确率在运动状态下大于96%,心率误差小于4%,具有较高的数据准确性和可靠性。

总之,微碧VBsemi场效应管在穿戴式心电信号监测设备中的应用解决了MOS管开关电路切换系统的充电与供电状态的问题,同时微碧半导体MOS管在各种电子产品中的广泛应用也为该设备的硬件设计提供了可靠的支持。随着健康意识的不断提高,穿戴式心电监测设备的市场需求将会越来越大,微碧半导体也将继续为该领域提供更加优质和可靠的电子元器件。

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