ZHCACX4B October 2022 – October 2023 AFE4960 , AFE4960P
1 應用簡報
應用
腦電圖 (EEG) 記錄大腦中的自發電活動。EEG 反映了頭皮下神經元的電活動。EEG 廣泛用于癲癇發作、阿爾茨海默病和睡眠障礙的臨床診斷。傳統的 EEG 儀器體積大、佩戴不舒服。新一代可穿戴 EEG 應用使得 EEG 持續監測成為可能，并有望將 EEG 擴展到消費類應用。可穿戴 EEG 設備可用于癲癇監測、睡眠監測等應用，以及確定用戶在駕駛、工作和學習等活動中的意識清醒程度。可穿戴 EEG 設備面臨的挑戰包括低信號電平和由于使用小尺寸干電極而導致的高接觸阻抗。AFE4960 器件專為實現 EEG 信號的低功耗采集而設計。該器件支持在兩個 EEG 通道上采集數據，并可通過一個接口連接多達八個電極。每個 EEG 通道均可配置為從任意一對電極采集信號。AFE4960 具有高輸入阻抗、CMRR 和低功耗，因此非常適合可穿戴 EEG 應用。AFE4960P 還具有一個 PPG 信號鏈，可用于測量血氧飽和度 (SpO2)。
AFE4960
- 接口：SPI?、I2C 接口：可通過引腳進行選擇
- 封裝：2.6mm x 2.6mm DSBGA 封裝，間距為 0.4mm
- 電源：1.7V 至 1.9V
- 采樣深度為 128 的 FIFO
- 內部振蕩器、外部時鐘選項
- 兩個通道上的低噪聲 EEG 信號采集
- 靈活的電極接口，可連接多達 8 個 EEG 電極
- 集成偏置電壓
- 高輸入阻抗，CMRR 性能出色
- 導聯阻抗測量
圖 1 展示了一種可穿戴 EEG 系統概念。可穿戴 EEG 信號采集的示例位置是前額以及耳內或耳朵周圍。
圖 1 可穿戴 EEG 設備示例圖 2 顯示了 AFE4960 的參考原理圖，該器件用于實現可連接多達八個電極的可穿戴 EEG 系統。
圖 2 采用 AFE4960 的可穿戴 EEG 系統
圖 3 AFE4960 信號鏈圖 3 顯示了 AFE4960 中連接到四個 EEG 電極 - S1、S2、S3 和 BIAS 的 EEG 信號鏈，其中使用輸入開關矩陣構建了如下兩個 EEG 通道：
EEG 通道 1 = (S1 – S3)；
EEG 通道 2 = (S2 – S3)。
RLD 開關矩陣可用于將 RLD 放大器的輸出連接到 BIAS 電極。RLD 放大器可配置為反饋模式或單位增益模式，以便在 BIAS 電極上驅動 0.9V 電壓。
表 1 顯示了可穿戴 EEG 系統的 AFE4960 規格。
| 參數 | AFE4960 | 說明 |
|---|---|---|
| 多個 EEG 電極 | 高達 8 個 | |
| 多個 EEG 通道 | 2 個 | |
| 低輸入基準噪聲 | 2.7μVpp | 70Hz 帶寬 |
| 高采樣率 | 1.33kSPS | 可編程采樣率 |
| 低功耗 | 550μW/通道 | 最大采樣率時 |