芯海科技CS1262的高性能低功耗穿戴式血氧方案应用
芯海科技（股票代码：688595）cs1262通过ppg生命体征测量技术，以非侵入式和无感的方式，连续测量血氧spo2、心率、心率变异性hrv、血压等健康指标，24h*7全天候守护健康。
脉搏血氧spo2原理
正常的血液中存在着4种血红蛋白：氧合血红蛋白（hbo2）、还原血红蛋白（hb）、碳氧血红蛋白（cohb）、高铁血红蛋白（methb）。hb与氧结合成hbo2,经过血液循环将氧气运输到身体各个部位的细胞后释放氧成为hb。一般人体血液中的cohb和methb相对于hb和hbo2来说含量很少。计算spo2实际上算的是hbo2的容量占hb加hbo2的容量的比例。
图1 ppg测量spo2示意图
如图1所示hb和hbo2这 两种血红蛋白对红光和红外光的吸收特性表现不一样。通过获取红光和红外的ppg信号，根据lambert-beer定律，结合图2的血红蛋白含量和吸光系数以及ppg信号ac和dc成分的关系求解方程，可以得到spo2的值。
图2 spo2计算公式
从脉搏血氧spo2的原理可以知道，要准确计算spo2的值，关键是获取准确的ppg信号，也就是准确的iac和idc。
高性能低功耗的cs1262
cs1262是一颗高性能的ppg afe。高准确度：高达110db的动态范围，支持4pd*12相位的48路有效数据采集，内嵌驱动能力高达250ma的led driver可支持8路led输出。内置0.5%的高精度时钟。超强抗干扰：psrr大于90db,环境光抑制能力强模拟环境光消减高达±200ua。低功耗：83ua@100hz@4ch@2阶环境光消减，54ua@100hz@1ch@2阶环境光消减，断电模式小于1ua。
图3 cs1262系统框图
图4 prf=500hz的ppg信号高达1khz的prf以及良好的snr性能(97.5db的snr@500kω（dbfs))，为cs1262提供了采集高质量ppg信号的能力。如图4是prf=500hz的ppg信号，cs1262提供了ms级别的ppg信号分辨精度，再如图5是cs1262采集到手腕上的红光和红外以及绿光的ppg信号，红光pi灌注度水平在万分之二，脉搏波形清晰可见。图5 pi≈0.02%手腕处的ppg ac信号
除此之外，cs1262的低功耗特性保证了集成cs1262的产品的长续航能力：54ua@100hz@1ch@2阶环境光消减，断电模式小于1ua。
高性能低功耗的cs1262为血氧spo2测量，输出稳定持续的高可靠ppg信号，提供了有力的支撑。
一站式助力血氧方案快速开发
除了拥有高性能、低功耗等产品特性，cs1262芯片还将面向客户提供从导入评估、开发设计以及量产售后的一站式全流程的技术服务，提供经过实践验证的设计规范和指导，提供完整的软件算法集成方案，大大提高终端方案的开发效率，助力客户高可靠长续航穿戴式血氧方案快速开发落地。
图6 一站式全流程技术支持
cs1262是芯海科技在ppg领域的首颗产品，除此之外，公司健康测量系列产品还涵盖称重soc系列、bia afe系列、专业人体成分分析仪模组系列等。
未来，芯海科技将继续通过自身的模拟信号链+mcu双平台优势，构建健康测量系列化产品组合，搭配测量算法、无线连接以及配套标准方案，实现智能与健康融合，助力客户创造更智慧的产品。
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