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FB2031BB 发布时间 时间:2025/10/6 11:07:10 查看 阅读:7

FB2031BB是一款由ONSEMI(安森美)生产的高性能、低功耗的模拟前端(AFE, Analog Front-End)芯片,专为电池供电的便携式医疗设备设计,特别是用于心电图(ECG/EKG)信号采集系统。该器件集成了高精度、低噪声的可编程增益放大器(PGA)、多阶滤波器、右腿驱动(RLD)电路、导联脱落检测功能以及内部基准电压源,能够有效提取微弱的心电信号并抑制共模干扰和工频噪声。FB2031BB采用小型化的封装形式,适合空间受限的应用场景,并支持多种工作模式以优化功耗表现,满足长时间连续监测的需求。该芯片广泛应用于手持式心电监护仪、可穿戴健康设备、远程医疗终端及家庭健康监测系统中。
  FB2031BB具备良好的电磁兼容性(EMC)和抗干扰能力,符合医疗设备相关的安全与可靠性标准。其内部集成的数字控制接口支持I2C通信协议,便于与主控MCU进行配置和状态读取。通过灵活的寄存器设置,用户可以调整增益、滤波截止频率、导联连接方式(如标准12导联或简化导联配置)等关键参数,从而适配不同的临床应用需求。此外,该芯片还提供高阻抗输入模式,可用于除颤器防护后的信号恢复,增强了系统的鲁棒性和安全性。

参数

型号:FB2031BB
  制造商:ON Semiconductor (ONSEMI)
  通道数:8
  采样率:最高可达4 kSPS
  输入阻抗:>1 GΩ
  共模抑制比(CMRR):>110 dB
  噪声水平(输入等效):<15 μVpp(0.05–150 Hz)
  增益范围:1 V/V 至 24 V/V 可编程
  电源电压:2.7 V 至 3.6 V
  工作电流:典型值 250 μA/通道
  关断电流:小于 1 μA
  接口类型:I2C/SPI 可选
  工作温度范围:-40°C 至 +85°C
  封装类型:WLCSP-24
  内置功能:PGA、高通/低通滤波器、RLD、Lead-Off 检测、内部参考电压

特性

FB2031BB的核心特性之一是其卓越的低噪声性能和高输入阻抗设计,使其能够在极低的信号幅度下稳定采集心电信号。心电信号通常在0.5 mV至4 mV之间,且容易受到环境噪声、运动伪影和电源工频干扰的影响。为此,FB2031BB集成了多级滤波架构,包括可配置的高通滤波器(用于去除呼吸运动引起的基线漂移)和低通滤波器(抑制高频噪声),确保输出信号具有良好的信噪比。其可编程增益放大器支持从1到24的增益调节,允许系统根据实际传感器输入动态调整放大倍数,避免信号饱和或分辨率不足的问题。
  另一个重要特性是片内集成的右腿驱动(Right Leg Drive, RLD)电路,该功能通过反馈机制主动抑制共模电压,显著提升系统的共模抑制能力。在多导联系统中,共模电压可能高达几伏特,若不加以处理将严重影响信号质量。FB2031BB通过RLD回路将共模信号反相后注入患者身体,实现共模噪声的主动抵消,从而提高测量精度和安全性。此外,芯片内置导联脱落检测功能,可通过交流或直流方法实时监测电极接触状态,及时向主机系统发出警报,防止误诊或数据丢失。
  为了适应可穿戴设备对功耗的严苛要求,FB2031BB提供了多种省电模式,包括待机、单次转换和连续采集模式,用户可根据应用场景自由切换。在低功耗模式下,整体功耗可降至微安级别,极大延长了电池寿命。同时,其小尺寸WLCSP封装使得PCB布局更加紧凑,适用于手表式、贴片式等微型化健康监测产品。所有内部模块均经过严格校准,保证出厂一致性,减少外部校准需求,降低整机开发难度和生产成本。

应用

FB2031BB主要面向医疗级和消费级的心电监测设备,尤其适用于需要高精度、低功耗和小型化设计的应用场景。在便携式心电监护仪中,该芯片能够实现多导联同步采集,支持标准12导联心电图的快速生成,帮助医生进行心脏疾病筛查。在可穿戴设备领域,如智能手表、胸带式心率监测器和贴片式ECG贴片,FB2031BB凭借其低功耗和高集成度优势,成为核心信号采集单元的理想选择。这些设备通常需要长时间连续运行,而FB2031BB的微安级功耗特性恰好满足这一需求。
  在远程医疗和家庭健康管理系统中,FB2031BB可用于构建无线心电监测终端,通过蓝牙或Wi-Fi将采集到的心电数据上传至云端平台,供医生远程分析和诊断。此类系统特别适用于慢性心脏病患者的长期跟踪管理,有助于早期发现心律失常、房颤等异常情况。此外,该芯片也可用于运动健康设备中,为运动员提供实时心电反馈,辅助训练强度调控和疲劳评估。由于其具备除颤器防护兼容性和高电磁抗扰度,FB2031BB还可应用于半自动体外除颤器(AED)中的心律分析模块,在紧急情况下准确识别可电击心律,提升急救效率和成功率。

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