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IPA1321:光学脉搏血氧仪和心率传感器模拟前端

IPA1321 是一款超低功耗的光学数据采集模拟前端芯片,集成了完整的发射与接收通道。IPA1321支持双通道同时测量,具有高精度和高动态范围特性。

主要特性

超高精度接收通道 集成双路20-Bit高速、高线性度 ADC,接收全链路INL典型±10LSB
超低功耗 典型模拟电源功耗 7μA,数字电源功耗 4μA
易用、可配置 内置灵活的时间片(Timeslots)采样控制系统

技术原理

IPA1321 是一款超低功耗的光学数据采集模拟前端芯片,集成了完整的发射与接收通道。

在接收端,IPA1321配备双路光学读出通道,支持同时运行,集成可编程增益跨阻放大器(TIA),兼容差分或单端输入模式。IPA1321内置多种高性能光噪抑制机制,包括环境光自动消除、LED 直流电流抵消、二阶环境光抑制。同时,读出通道20位ADC的量化时间最短仅4μs,从而在系统层面有效降低LED发射端的占空比,显著降低整体功耗,并显著提升高频环境光抑制的能力。

在发射端,IPA1321内置两个独立的LED驱动器,单通道最大输出电流可达240mA。IPA1321提供2个LED阳极驱动输出引脚和4个LED阴极驱动输出引脚,最多可驱动8颗独立的LED。IPA1321 的发射端具备出色的电源抑制比(PSRR)性能,进一步提升系统的光电检测精度与稳定性。

IPA1321 提供紧凑的 25 焊球 WLCSP 封装,凭借其低功耗、紧凑封装、易用性与灵活性,IPA1321 可适用于多种光学传感应用,如脉搏血氧检测和心率测量。

架构优势

  • 高速与高精度ADC: 显著降低LED的亮灯时间,减小系统功耗的同时,提升动态环境光抑制能力
  • 灵活:基于时间片(Timeslots)的采样控制系统,根据系统需求,灵活控制内部的开关与控制信号
  • 可靠:对模拟供电、LED发射电源提供卓越的电源抑制(PSR)性能

典型技术参数

VDD_RX = 3V,VDD_TX = 4V,VDD_IO = 1.8V,TA = 25℃,CREG = 1μF,CREF = 100nF。

参数符号 参数名称 典型值 单位
ADC RES ADC分辨率 20 Bits
Ambient Light Rejection 1kHz 典型环境光抑制 44 dB
VDD_RX PSRR VDD_RX DC 电源抑制比 85 dB
VDD_TX PSRR VDD_TX DC 电源抑制比 78 dB
VDD_TX PSRR VDD_TX 电源抑制比 @ 1MHz 50 dB

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