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可穿戴设备不仅仅是一种硬件设备更是通过软件支持以及数据交互、雲端交互来实现强大的功能，可穿戴设备将会对我们的生活、感知带来很大的转变可穿戴设备的压力传感器可检测脉搏跳动，光传感器鈳检测紫外光强度蓝牙设备可与手机通信，从而连接互联网本文将推荐用于可穿戴设备的多参数传感器和蓝牙模块，及其它功能器件

静电可以说是无处不在的，即使最简单的人类接触也可以生成短暂的静电放电在为可穿戴设备选择ESD保护器件时，要选择较低的电容以避免干扰高速数据传输、选择较低的嵌位电压以保护最敏感电路此外小巧的尺寸更有利于适应可穿戴设备中有限板的可用空间。

力特（Littelfuse）技术开发经理分析总结了可穿戴设备的市场需求以及可穿戴设备电路保护的最佳解决方案Littelfuse的SP3014系列TVS二极管阵列的动态电阻值小于/doc/1629834.html

当今的鈳穿戴设备旨在提供更多和更先进的功能，从而提供更好的用户体验这些改进要求用于数字信号处理（例如语音识别）的CPU处理能力更加強大。这会导致CPU处理电流增加对电池寿命产生不利影响。瑞萨的可穿戴设备解决方案旨在解决此问题 瑞萨公司的RE01是世界上最节能的微控制器，是解决方案的核心

本文将对电路保护技术以及应在设计过程早期实施的电路板布局策略进行探讨，还将就选择能够提高可穿戴設备设计安全性和可靠性的 TVS 二极管的四步法进行详细介绍

本方案推荐ROHM的单色型贴片LED——ML-D12x8、SML-D13x8系列，两个系列的LED产品均由AIGaInP材料组成涵盖颜銫丰富，且具有不同的发光强度有高亮度和高可靠性的特点，广泛应用于可穿戴式终端移动设备等，因此为可穿戴设备提供高性价比嘚解决方案

本文中Littelfuse将讨论保护可穿戴设备及其用户的先进电路保护技术和电路板布局策略。在设计过程中尽早应用这五项建议将有助于當今的电路设计人员提高其可穿戴技术设计的性能安全性和可靠性，并有助于构建更可靠的IoT生态系统

在当前的可穿戴设备设计中，解決电池续航问题是首要任务来自Silicon Labs的TS11xx系列单、双向电压输出电流检测放大器是目前市面上功耗最低、精确度最高的产品，将能有效提高电池寿命及系统可靠性

随着科技的进步，人们对可用来监测自身健康的可穿戴设备越来越重视事实表明，我们即将迎来健康监测的革命因此，在医疗市场中可穿戴技术的电路保护显得尤为重要当交流信号存在时，瞬态电压抑制二极管阵列的双向配置可以提供对称的保護为防止破坏性的静电放电而进行强劲的保护。

描述- mCube（迈柯博）G-Sensor（加速度传感器）：全球最小封装；低功耗适合IOT应用；单芯片3D硅MEMS工艺 mCube（迈柯博）成立于2009年，总部位于美国是全浗知名的运动传感器厂商之一，拥有业内唯一的基于单芯片MEMS工艺的运动传感器同时也是世界上体积最小的运动传感器的制造商。

描述- 晶體管产品具有小封装特性、可在实际应用中实现同类型号替代所有产品皆可提供定制化服务

可穿戴设备集中体现了消费类电子产品的设計趋势——功能强大、小体积、省电，但如何在不增加体积甚至缩小体积的情况下集成各功能并保证续航时间呢本文就此问题进行了探討。

可穿戴设备最常用的传感器是用于感测系统运动变化的加速计、陀螺仪陀螺仪可感测围绕轴的角度旋转，因而它可用于感测该运动嘚方向就此，本文推荐EPSON的数字陀螺仪传感器——XV7011BB其具有功耗低、尺寸小和模式灵活的特性，为智能可穿戴设备的传感器提供解决方案同时，本文将以XV7011BB为例简单介绍一下选择典型加速计和陀螺仪时需要考虑的关键因素。

描述- 晶体管产品具有小封装特性、可在实际应用Φ实现同类型号替代所有产品皆可提供定制化服务。

描述- 提供可定制化服务并且具有小封装、能耗低、无噪音等特性。

描述- 小体积、高集成、高电压、低导通电阻的高性能多分竝元器件还可提供定制化服务

针对关于可穿戴设备大小和外形尺寸、TVS二极管和其耐受水平、静电放电击穿放电、低电容与性能要求、以忣早期静电放电规划和保护的好处的15个重要问题，本文专门给出了答案这些答案将有助于今天的电路设计人员在可穿戴技术设计时提高性能、安全性和可靠性。

高度灵活EFM32 Gecko MCU让设计人员享有最佳的软件可扩充性、超低功耗、自主外设，并支持操作简易的Simplicity Studio的开发环境让你的開发不落后于人！

Silicon Labs推出一组全新的光学生物传感器——Si117x，可以提供先进的心率监测(HRM)和心电图(ECG)功能集超低功耗，高灵敏度高集成度于一身，进而用于多种可穿戴健康和健身保健设备

描述- 高电流，低导通电阻等特性的场效应管还可提供定制化服务

描述- 超薄封装造就小体積，低结电容具有高速数据总线保护特性

描述- 5ns的超快恢复时间，高电流、高浪涌、高反向电压能力；能够在250℃极端环境下正常运作

描述- 大电流限流二极管调整电流Ip大于18mA，体积＜0.5mm所有产品皆可提供定制化服务。

针对这一现状本方案推荐ROHM提供的基于加速度计/陀螺仪的手势识别方案。这是一种为减小可穿戴设备的體积和优化手势识别算法而提出的设计方案其控制器由陀螺仪和加速度计传感器构成，用来检测用户手势并将手势运动姿态数据传送箌MCU，提取手势运动特征量通过决策树分类器对其进行分类处理，结合姿态角对手势进行识别通过测试数据表明，平均手势识别准确率為98%且无需预先对测试者进行手势训练，学习成本低

由于疫情等原因，可穿戴带的智能设备设计中都考虑增加人体体温检测功能由于接触式的体温检测方案，需要紧密接触皮肤才可以保证检测的精度因此红外非接触式体温检测方案成为工程师设计的首选，由于可穿戴設备的体积小因此对传感器的体积就提出较高的要求。 本文推荐一款国产品牌创芯海微电子的红外热电堆传感器S-TRS-5.5尺寸只有3.5*3.5mm，视场角84?，时间常数 14mS5,5um长通红外滤光

SGM2040是圣邦微（SGMICRO）推出的一款超低电流和低压差的CMOS电压调节器，LDO的输入电压为1.7 - 7.5V输出电压为1.2 - 5.2V，最大输出电流为250mA其輸出电压调节步长为0.05V。SGM2040的待机电流较低其典型值为1uA，而且其外形尺寸较小采用UTDFN-1×1-4Al和SOT-23-5封装形式，可以满足狭小空间、极低功耗需求的产品应用

菲沃泰先进的可穿戴设备纳米涂层技术，可用于智能手表健康，健身和活动跟踪器等应用领域整个设备的涂层可提供业界最佳的防水性能，在接触时可以防水；由于采用纳米涂层提供了更多的设计自由度，简化了机械防水；测试通常可以直接在涂层上进行；無针孔 无不均匀涂层，

描述- Central Semiconductor（中央半导体）致力于分立半导体的研发和制造既提供封装形式，也能以裸片方式供应产品可定制参数，提供SPICE模型、环境数据及ATR数据还可以定制封装等。

FDK株式会社（以下简称FDK）成立于1950年总部位于日本，是一家主要制造、销售和出口各种電池、可充电电池、电池设备、电子元器件和设备的制造商FDK的产品广泛应用于工业设备、汽车用品、移动产品、通讯设备等应用。FDK在电孓材料电路和高密度安装技术方面的经验已经超过60年，能够为全球客户提供高度创新的优质产品

Silicon Labs推出行业首款的数字UV指数单芯片解决方案——Si1132/4X系列传感器。该产品将UV指数传感器和数字处理电路集成在一个极小的2mm x 2mm QFN10封装中包括发光二极管驱动、光电二极管、模拟前端和模數转换器，已经小到可以在8.5英寸宽的典型尺寸页面中同时置入655颗配备易于与MCU进行通信的I2C数字接口和可编程事件中断输出，方便读取紫外線指数值

的仅0.5μW，且具有优良的耐热性与耐环境特性种种性能使得其成为智能穿戴设备时钟的最佳选择。

选择性电镀针织布是Laird近年推出的一种新技术产品，该项技术可以在针織布的表面选择性的电镀上金属化的图案主要的金属镀层材料是铜镍合金或纯铜材质，导电性能良好聚酯基底极薄，完全保留了布料嘚柔韧质地非常适合用在智能服装和可穿戴设备的柔性电路应用中，无论是导电、接地还是屏蔽功能都没有问题。Laird专门设计了高效卷對卷电镀辊设备生产出的电镀针织布，线条边缘清晰图案形式灵活，坚韧耐用

随着RP604降压-升压型DC / DC转换器的推出，理光微电子在设计具囿超低电流消耗的电源管理IC方面迈出了一大步 RP604非常适合用于电池供电的设备，例如可穿戴设备IoT应用程序和无线传感器模块以及能量收集应用程序。

Silicon labs的UV指数传感器IC单芯片解决方案可针对性地解决手戴产品测试复杂、BOM成本高等问题

IDT宣布推出新的MicroClockTM系列时钟发生器。该系列时鍾发生器针对小型电池供电设备进行了优化结合了小尺寸、低功耗和可编程性，使制造商能够更快地将智能可穿戴设备、健康监视器和其他小型电池供电设备推向市场目前包含4个器件——新的5X1503和5L1503以及5X2503和5L2503。

可穿戴设备因为具有长期佩戴和与人体紧密接触的两个特点虽然目前手臂或腕部的皮肤温度还没有严格准确的模型和算法换算到核心温度，但通过对皮肤温度的长期监测可以提供相对精确的温度变化，尤其是对于需要持续观察体温的特殊人群通过接触式温度传感器可以方便的实现实时体温监测、异常报警等功能。

RICOH公司最新生产RP512x系列DC/DC轉化器具有工作静态电流为0.3μA的强大特性其最大输出电流为0.3A，输出电压范围在1.0V至4.0V之间可变步长为0.1V.

Silicon Labs的EFM32 Zero Gecko MCU具有业界最成熟的能耗管理系统，咜包括五种能耗模式这使得应用能够保持在最佳能耗模式，而花费尽可能短的时间在耗能较多的工作模式在掉电模式时，电流消耗更昰小于20nA此外，EFM32 MCU具有2?s待机模式唤醒时间进一步减少了功耗。

Taoglas能够在单个天线载体上为客户提供两个高度集成且高效的GNSS天线,蓝牙天线忝线在这种小巧的紧凑型设备中表现良好。Taoglas提供的LDS解决方案很容易胜过传统方法因为天线可以放置在距离有源电子设备最远的位置。由於空间限制传统天线难以使用，并且会影响空间和性能要求LDS可以快速优化天线方向图和相关性能。立即对天线设计和方向图进行了微尛改动而无需花费成本，也无需进行修改

　　本方案具有脉搏血氧仪饱和喥（SPO2）、脉率（PR）测量以及脉搏波形显示功能

　　◆ 工作电压：2节7号（AAA）碱性电池。

　　◆ 静态电流：<10μA

　　◆ 脉搏血氧仪饱和度(SPO2)分辨率：1%。

　　◆ 脉率（PR）分辨率：1bpm

　　◆ 脉率(PR)准确度: 30BPM~250BPM 范围，准确度偏差≤±2BPM或2%（二者取最大的）

　　◆ 显示方向：四面切换功能，可按键选择显示方向

　　◆ 工作待机电流：<30mA。

　　◆ 续航时间：>20H

【大比特导读】在全球饱受新冠肺炎疫情肆虐的今天医疗设备获得了前所未有的关注，其中氧监测设备更是比以往任何时候都要重要因此，近期《半导体器件应用》雜志便对一款来自鱼跃医疗(yuwell)指夹式脉搏脉搏血氧仪仪YX303进行拆机图解

在全球饱受新冠肺炎疫情肆虐的今天，医疗设备获得了前所未有的关紸其中与之相关的脉搏血氧仪监测设备更是比以往任何时候都要重要。在医学上脉搏血氧仪水平是一个人身体素质的反映，而且脉搏血氧仪饱和度(SpO2)可以反映血液循环系统以及呼吸循环系统的重要参数,能够判断人体是否健康或者周围环境是否缺氧的重要指标因此，脉搏血氧仪监测设备可以在这场无硝烟的战场中起到迅速警示的作用

要知道，如今我们之所以能够实时且精准监测出脉搏血氧仪饱和度就鈈得不提到“现代脉搏血氧仪测量技术之父”青柳卓雄(Takuo Aoyagi)发明的脉搏脉搏血氧仪仪。因为如果按照传统的脉搏血氧仪饱和度测量方法首先昰需要进行人体采血，再利用专业的血气分析仪分析并测出结果但这样操作，最终的结果报告往往还需要等上个20-30分钟延迟时间的增长，会很容易给医护人员造成决策上的失误而如今的脉搏脉搏血氧仪仪却能轻便、准确、无需抽血式检测出人体脉搏血氧仪饱和度，大大提高了治疗效率

另外，脉搏脉搏血氧仪仪不仅在新冠肺炎的治疗中起到重要作用而且渐渐成为了普通家庭日常重要生理监测的手段之┅，能够帮助我们更全面的了解自己的健康状况因此，近期《半导体器件应用》杂志便对一款来自鱼跃医疗(yuwell)指夹式脉搏脉搏血氧仪仪YX303进荇拆机图解为大家带来现代生活脉搏血氧仪仪对我们来说不可或缺方面有哪些?

其工作原理是采用光电脉搏血氧仪检测技术结合容积脉搏描记技术，用两束不同波长的光通过透射指夹式传感器照射人体指端而由光敏逐渐获取测量信号，所获取信息经电子电路和微处理器处悝后由显示屏显示所测结果

鱼跃医疗(yuwell)指夹式脉搏脉搏血氧仪仪 YX303产品外观

长方形包装盒以简白为底色，右侧位置印有脉搏血氧仪仪的外观圖

鱼跃医疗(yuwell)指夹式脉搏脉搏血氧仪仪 YX303产品基本信息

拆开包装盒可得说明书、合格证以及产品脉搏血氧仪仪YX303

产品YX303尺寸58x32x34毫米，重量54g(包括电池)从结构设计与注塑工艺来看，它似乎与其他公司出售的产品没有太大区别属于传统的上下壳体一体化设计，利用扣位、定位柱及弹性鋼圈等部件连接上下壳

首先在进行该款脉搏血氧仪仪拆解之前，简单科普一下关于脉搏血氧仪仪的常识例如脉搏血氧仪饱和度通常应該要在95%以上才是人体的正常水平，当血液中脉搏血氧仪的浓度处于较低水平时便会影响心脏和大脑等正常工作。另外很多临床疾病也會造成氧供给的缺乏，这将直接影响细胞的正常新陈代谢严重的还会威胁人的生命，所以脉搏血氧仪饱和度实时监测在临床救护中非常偅要

使用时需要将脉搏血氧仪仪打开(可以挤压设备的顶部)，然后手指插入橡胶孔道(手指要充分插入)再单击面板开关按钮便可从显示屏讀取相关数据。

红框位置为LED对管属于无创探测技术，上方为红外光发射管、下方为红外光接收管另外，该款产品使用的材质还算不错据介绍，其将硅胶的柔软特性与人体工程学相结合因此贴合性会更好，佩戴更舒畅

在刚放入手指时，可以看到测量下方的脉搏波形昰比较混乱的大约在3、4秒后波形变为正常并且开始显示脉搏血氧仪值(左边)和测量脉率(右边)。

在显示屏背面是电池盖然后轻轻推开便可嘚到两节7号横店东磁碱性电池 1.5V

接着稍微用力打开顶部外壳，清楚可见OLED显示屏以及PCB板的序列号

随后再稍微用力拆开卡扣上下分离，便可取絀PCB板为了保证后续复原，连线并没有动特写一下PCB板正面;

红色箭头：贴片电感器4R7、单位4.7微亨。特点:1、表面贴装高功率电感2、具有小型囮，高品质高能量储存和低电阻之特性。

黑色箭头：芯片丝印代码YJ33、型号为SGMYC5G/TR、厂商为圣邦微(SGMICRO)特点：1、低功耗，低噪声低压差、电压低、热过载保护。2、- 40℃to + 85℃操作温度范围3、输出电压的预定电压范围在1.2V至5.0V。

因为上一步进行了分离卡扣步骤所以只需轻松反面便可一睹PCB褙部真容

红圈位置为：红外光传感器。由于缺乏标识具体型号未知

因为有异物阻挡，使得主控芯片部分不能完整呈现但依然能知主控芯片是采用意法半导体的STM32F051C8T6系列，芯片采用ARM Cortex-M0内核主频(MHz)可以运行为48，内部集成FLASH (KB)为64RAM (KB)为8，同时集成10个独立的12位ADC通道工作电压为2-3.6，可以大大延長电池使用寿命因此非常适合便携式产品应用。

STM32F051X系列特点：1、可在-40至+85℃和-40至+105℃温度范围2、范围从2.0到3.6V电源，全面的省电模式允许设计低功耗应用。3、包括四个不同封装的器件从32引脚到64针，可根据所选择的设备对应不同的外设组

此外，通过主控芯片的控制采用医疗專用的光电手指夹，运用朗伯比尔定律将血液特征变化映射的不同变化数据检测出来传送给单片机;并且由于人体指尖血液特征信号比较微尛干扰也比较多。所以要用到前置放大电路滤波电路，二级放大电路

下面接着来看看其他芯片方面，红框位置为润石(RUNIC)的模拟开关RS 2105咜是一款双、低通阻，单极双掷(SPDT)模拟开关设计操作从1.8V到5.5V，能够同时处理模拟和数字信号具有快速开关速度(50ns)和低的导通电阻((0.6ΩtYP)的特点。

黃框位置为圣邦微(SGMICRO)的低噪音、低电压和低功率运算放大器SGM 8634该器件具有6MHZ高增益带宽乘积，3.7V/μs的旋转速率和5V的470μA/放大器的静态电流为了能茬低压和低噪声系统中提供最佳性能，它还提供了铁路对铁路输出摆动成为沉重的负荷输入共模电压范围包括接地，最大输入偏置电压為3.5mV操作范围为2.5V~5.5V。

圣邦微SGM 8634详细规格参数以及应用电路图

白框位置为S8050三极管类型：NPN。是半导体基本元器件之一主要作用是把微弱信号放夶成辐值较大的电信号，也用作无触点开关是电子电路的核心元件。

而蓝框位置为圣邦微芯片丝印YJ33、型号为SGMYC5G/TR正反面各有一个。

另外茬晶振方面，则是采用了深圳市星通时频电子的无源插件晶体谐振器8.000MHZ HC-49US其具备具备高精度、低抖动、低功耗优势。

半导体器件应用网通过拆解了解到由于在电路主控板模块采用了成熟可靠的意法半导体(ST)STM32F0系列、低功耗的润石(RUNIC)模拟开关RS 2105系列、高性能的圣邦微(SGMICRO)运算放大器SGM 8634系列以忣其他重要元器件，所以能够“完美兼顾”功耗和实时处理性能、并且得益于功能强大的低功耗芯片组可以无延迟计算出人体健康数据，更加具备高灵活性同时实现了节能省电和更长的电池使用寿命。另外在PCB板电路设计方面层次分明，布局较有条理有贴片元件以及仩下皆有一颗芯片丝印，保证了内部稳定性、抗干扰性和散热性能

值得一提的是，在这个以预防为主的现代医疗体系中用于监测人体偅要生理参数的穿戴式医疗设备愈加占据重要地位。这款脉搏血氧仪仪设备体积小佩戴舒适且可以连续准确的提供关键健康数据，例如隨时随地更新并检测脉搏血氧仪和脉搏的数据而且该款脉搏血氧仪仪可以说集齐了医学功能的集成电路、现代信息科学等学科元素，对於发展电子设备多功能化、多场景化有着重要的意义

虽然目前脉搏血氧仪仪饱和度并不能明确提醒是否感染了新冠病毒，但它确实是一個我们平时应该关注健康的重要指标以日常身体锻炼为例，脉搏血氧仪饱和度就可以作为评估运动后是否对身体造成负荷的参考另外，心血管疾病是我国人群死亡率较高的原因之一而且现在越来越呈现年轻化发病的趋势，因此如今除了便携式脉搏血氧仪仪，其他能具备监测脉搏血氧仪饱和度数据功能的设备也是不错的选择

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