帶自校準功能的低功耗運算放大器

價(jià)格合理的先進(jìn)個(gè)人醫療設備的大量涌現，正在改變著(zhù)整個(gè)保健行業(yè)，消費者可以在家中或旅途中監測自身的生命體征和其他關(guān)鍵指標，而無(wú)需勞命傷財地親自到醫院看病。根據Gartner公司的調查，便攜式消費類(lèi)醫療設備，如血糖檢測儀、血壓計、胰島素泵和心率檢測器等是醫療設備市場(chǎng)中增長(cháng)最快的部分。Databeans公司最近所做的一項醫療半導體報告也指出，未來(lái)五年家用醫療設備市場(chǎng)將有9%的增長(cháng)(復合年增長(cháng)率，CAGR)。

個(gè)人醫療設備市場(chǎng)的迅速增長(cháng)源于多種因素：老年人需要經(jīng)常性地進(jìn)行健康體檢、傳統醫療服務(wù)費用高昂、消費者逐漸意識到保健設備的益處、個(gè)人醫療設備可以方便地在網(wǎng)上或零售店里買(mǎi)到、半導體技術(shù)的不斷進(jìn)步，使得這些消費類(lèi)保健設備日益成熟、簡(jiǎn)單易用，且價(jià)格合理。
消費類(lèi)產(chǎn)品一般易受價(jià)格因素影響，而且消費類(lèi)便攜式醫療設備要想在市場(chǎng)上取得成功，還需要滿(mǎn)足更嚴格的要求。最重要的是，這些產(chǎn)品必須非?？煽亢途_，以防出現健康問(wèn)題。這些要求受到政府機構的監管，如美國食品藥品管理局(FDA)。

為了在競爭日益激烈的家用醫療市場(chǎng)中獲得成功，便攜式醫療設備應具有以下特點(diǎn)：

簡(jiǎn)單易用；高可靠性和安全性(受政府監管)；簡(jiǎn)單、安全的連接；低功耗工作(即電池續航時(shí)間長(cháng))；支持更寬的電壓范圍(特別是較低電壓)；測量精度高；外形尺寸??；價(jià)格合理。
為了實(shí)現這些產(chǎn)品特性，并以實(shí)惠的價(jià)格提供給消費者，醫療設備開(kāi)發(fā)人員必須降低系統成本，限制設計中使用分立元器件的數量。半導體供應商也肩負著(zhù)開(kāi)發(fā)高集成度嵌入式控制解決方案的職責，在嚴格的功耗和成本控制條件下，解決方案應具有較高的性能和可靠性。便攜式設備設計的核心是能以最低的電源電流提供卓越處理性能的高集成度混合信號微控制器(MCU)。
簡(jiǎn)單易用是所有便攜式醫療設備的基本要求，因為它可以減少由于錯誤操作而引起的測量錯誤。這種設備應當需要最少的交互操作，簡(jiǎn)單的用戶(hù)輸入(如，較少按鍵和較簡(jiǎn)單的軟件菜單)以及尺寸較大且易于觀(guān)察的顯示屏(例如，具有背光的較大尺寸液晶顯示屏)。為了支持這些特性，MCU必須提供現場(chǎng)可編程的非易失性存儲器(通常是系統內可編程閃存)，以及靈活的能充分利用有限引腳數的I/O配置。
當前，許多便攜式醫療設備只能顯示健康檢測結果，將解釋和記錄留給終端用戶(hù)和他們的醫生，而新型設備還具有連接簡(jiǎn)便、自動(dòng)記錄和傳輸檢測結果的特性。通常情況下，這些更先進(jìn)的便攜式醫療設備被連接到裝有可跟蹤結果的軟件的個(gè)人電腦或移動(dòng)醫療設備，或者通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式安全地傳輸信息給醫務(wù)人員、護理人員或基于Web的應用，這種做法被稱(chēng)為遠程醫療。
如圖1所示，醫療設備市場(chǎng)采用了優(yōu)化的USB設備標準，即個(gè)人醫療保健設備類(lèi)(PHDC)標準，無(wú)處不在的USB接口使得數據和信息傳輸標準化，從而無(wú)需關(guān)心設備來(lái)自哪家制造商。將來(lái)，簡(jiǎn)單而可靠的無(wú)線(xiàn)連接將使得數據傳輸更加簡(jiǎn)便。因此，MCU需要提供多種集成連接接口的方法，比如集成精密振蕩器的USB控制器。

RF發(fā)射器和收發(fā)器與MCU協(xié)同工作可以為遠程醫療應用提供無(wú)線(xiàn)連接。此外，無(wú)線(xiàn)MCU(在同一封裝內整合低功耗MCU內核與高性能RF收發(fā)器的高集成度設備)也得以廣泛使用。例如，Silicon Labs的Si10xx無(wú)線(xiàn)MCU系列產(chǎn)品，滿(mǎn)足了電池供電便攜式醫療設備對超低功耗工作的要求，同時(shí)，集成的Sub-GHz頻段的收發(fā)器可提供更寬的工作范圍和出色的RF靈敏度。

無(wú)論采用何種連接方法或系統構架，通信協(xié)議棧都需要MCU有更多的代碼空間。因此，對小尺寸設備的存儲空間的需求將會(huì )逐漸增長(cháng)。