帶自校準功能的低功耗運算放大器

價格合理的先進個人醫(yī)療設(shè)備的大量涌現(xiàn)，正在改變著整個保健行業(yè)，消費者可以在家中或旅途中監(jiān)測自身的生命體征和其他關(guān)鍵指標，而無需勞命傷財?shù)赜H自到醫(yī)院看病。根據(jù)Gartner公司的調(diào)查，便攜式消費類醫(yī)療設(shè)備，如血糖檢測儀、血壓計、胰島素泵和心率檢測器等是醫(yī)療設(shè)備市場中增長最快的部分。Databeans公司最近所做的一項醫(yī)療半導(dǎo)體報告也指出，未來五年家用醫(yī)療設(shè)備市場將有9%的增長(復(fù)合年增長率，CAGR)。

個人醫(yī)療設(shè)備市場的迅速增長源于多種因素：老年人需要經(jīng)常性地進行健康體檢、傳統(tǒng)醫(yī)療服務(wù)費用高昂、消費者逐漸意識到保健設(shè)備的益處、個人醫(yī)療設(shè)備可以方便地在網(wǎng)上或零售店里買到、半導(dǎo)體技術(shù)的不斷進步，使得這些消費類保健設(shè)備日益成熟、簡單易用，且價格合理。
消費類產(chǎn)品一般易受價格因素影響，而且消費類便攜式醫(yī)療設(shè)備要想在市場上取得成功，還需要滿足更嚴格的要求。最重要的是，這些產(chǎn)品必須非?？煽亢途_，以防出現(xiàn)健康問題。這些要求受到政府機構(gòu)的監(jiān)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(yī)療市場中獲得成功，便攜式醫(yī)療設(shè)備應(yīng)具有以下特點：

簡單易用；高可靠性和安全性(受政府監(jiān)管)；簡單、安全的連接；低功耗工作(即電池續(xù)航時間長)；支持更寬的電壓范圍(特別是較低電壓)；測量精度高；外形尺寸小；價格合理。
為了實現(xiàn)這些產(chǎn)品特性，并以實惠的價格提供給消費者，醫(yī)療設(shè)備開發(fā)人員必須降低系統(tǒng)成本，限制設(shè)計中使用分立元器件的數(shù)量。半導(dǎo)體供應(yīng)商也肩負著開發(fā)高集成度嵌入式控制解決方案的職責(zé)，在嚴格的功耗和成本控制條件下，解決方案應(yīng)具有較高的性能和可靠性。便攜式設(shè)備設(shè)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)。
簡單易用是所有便攜式醫(yī)療設(shè)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(shè)備應(yīng)當需要最少的交互操作，簡單的用戶輸入(如，較少按鍵和較簡單的軟件菜單)以及尺寸較大且易于觀察的顯示屏(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(xiàn)場可編程的非易失性存儲器(通常是系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存)，以及靈活的能充分利用有限引腳數(shù)的I/O配置。
當前，許多便攜式醫(yī)療設(shè)備只能顯示健康檢測結(jié)果，將解釋和記錄留給終端用戶和他們的醫(yī)生，而新型設(shè)備還具有連接簡便、自動記錄和傳輸檢測結(jié)果的特性。通常情況下，這些更先進的便攜式醫(yī)療設(shè)備被連接到裝有可跟蹤結(jié)果的軟件的個人電腦或移動醫(yī)療設(shè)備，或者通過無線方式安全地傳輸信息給醫(yī)務(wù)人員、護理人員或基于Web的應(yīng)用，這種做法被稱為遠程醫(yī)療。
如圖1所示，醫(yī)療設(shè)備市場采用了優(yōu)化的USB設(shè)備標準，即個人醫(yī)療保健設(shè)備類(PHDC)標準，無處不在的USB接口使得數(shù)據(jù)和信息傳輸標準化，從而無需關(guān)心設(shè)備來自哪家制造商。將來，簡單而可靠的無線連接將使得數(shù)據(jù)傳輸更加簡便。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(yī)療應(yīng)用提供無線連接。此外，無線MCU(在同一封裝內(nèi)整合低功耗MCU內(nèi)核與高性能RF收發(fā)器的高集成度設(shè)備)也得以廣泛使用。例如，Silicon Labs的Si10xx無線MCU系列產(chǎn)品，滿足了電池供電便攜式醫(yī)療設(shè)備對超低功耗工作的要求，同時，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。

無論采用何種連接方法或系統(tǒng)構(gòu)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(shè)備的存儲空間的需求將會逐漸增長。