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UT2321 发布时间 时间:2025/12/27 8:14:42 查看 阅读:11

UT2321是一款由优达(UTCHIP)推出的高精度、低功耗模拟前端(AFE)芯片,专为电池供电的便携式医疗设备和健康监测应用设计。该芯片集成了信号调理、模数转换(ADC)、可编程增益放大器(PGA)、低通滤波器以及内部基准电压源,适用于心电图(ECG)、脉搏血氧仪(SpO2)、呼吸率检测等生物电信号采集系统。UT2321采用先进的CMOS工艺制造,具有出色的噪声抑制能力和共模抑制比(CMRR),能够在复杂电磁环境中稳定工作。其小巧的封装形式(如QFN-16)使其非常适合空间受限的应用场景。芯片内置自检功能和导联脱落检测机制,提升了系统的安全性和可靠性。此外,UT2321支持多种工作模式,包括高性能模式、低功耗待机模式和关断模式,用户可根据实际需求灵活配置以优化功耗表现。该器件可通过标准的SPI或I2C接口与主控MCU通信,便于系统集成与调试。UT2321符合多项国际医疗设备安全标准,适用于Class II类医用电子产品设计。

参数

型号:UT2321
  制造商:UTCHIP(优达)
  封装类型:QFN-16
  工作电压:2.7V ~ 5.5V
  典型供电电流:18μA(低功耗模式)
  ADC分辨率:24位
  采样速率:100Hz ~ 1kHz 可调
  输入通道数:3路差分/6路单端
  可编程增益(PGA):1x, 2x, 4x, 8x, 16x, 32x, 64x, 128x
  共模抑制比(CMRR):>100dB @ 50/60Hz
  输入噪声(RMS):<1.5μVpp(0.1Hz~10Hz)
  非线性误差(INL):±2ppm FSR
  工作温度范围:-40°C ~ +85°C
  通信接口:SPI/I2C 双模式可选
  内置基准电压:2.5V ±0.5%
  安全特性:导联脱落检测、内部自检功能

特性

UT2321具备卓越的低噪声性能,其输入等效噪声低于1.5μVpp,在0.1Hz至10Hz频段内能够有效捕捉微弱的生物电信号,这对于心电图等需要高信噪比的应用至关重要。该芯片采用斩波稳定技术和数字滤波算法,显著降低1/f噪声和直流偏移,确保长时间测量过程中信号的稳定性与准确性。
  在信号处理方面,UT2321集成了可编程增益放大器(PGA)和可调低通滤波器,允许用户根据传感器输出幅度动态调整放大倍数,并通过滤波消除高频干扰。其24位Σ-Δ型ADC提供极高的分辨率,支持从微伏级信号中提取细节信息,同时具备良好的线性度和温度稳定性。
  该芯片支持多通道同步采样功能,最多可配置3组差分输入或6路单端输入,适用于多导联系统设计。每个通道均可独立设置增益和采样速率,增强了系统的灵活性。此外,UT2321内置2.5V高精度基准电压源,减少对外部元件的依赖,简化外围电路设计。
  为了满足便携式设备对功耗的严苛要求,UT2321设计了多种节能模式。在待机状态下,整颗芯片的静态电流可降至1μA以下,极大延长了电池使用寿命。通过SPI或I2C接口,主控MCU可以实时读取转换结果、配置寄存器状态并启动自诊断程序。
  UT2321还集成了丰富的安全与诊断功能,包括电极接触不良检测、开路/短路监测、内部参考电压监控等,确保设备在临床使用中的安全性与合规性。这些特性使其成为医疗级可穿戴设备、手持式监护仪和远程健康监测系统的理想选择。

应用

UT2321广泛应用于各类医疗与健康监测设备中,尤其适用于需要高精度模拟信号采集的场景。典型应用包括便携式心电图(ECG)监测仪,用于采集人体心脏电活动信号,支持单导联或多导联心律分析,适用于家庭健康管理与远程医疗系统。
  在脉搏血氧饱和度(SpO2)检测设备中,UT2321可用于处理光电容积脉搏波(PPG)信号,结合红光与红外光传感器实现无创血氧浓度测量。其低噪声特性和高共模抑制能力有助于提升信号质量,减少运动伪影带来的误差。
  该芯片也适用于呼吸率监测、肌电图(EMG)信号采集、脑电图(EEG)前端调理等生物电测量领域。由于其小尺寸和低功耗特性,常被用于智能手表、贴片式监护贴片、无线健康手环等可穿戴设备中。
  在工业与消费类应用中,UT2321还可作为高精度传感器信号调理器,用于压力、温度或应变传感器的微弱信号放大与数字化处理。其高抗干扰能力和宽工作温度范围也适合部署于恶劣环境下的嵌入式系统。
  此外,UT2321因其符合医疗安全规范,常用于注册为II类医疗器械的产品设计中,支持ISO 14971风险评估流程,并可用于通过FDA或CE认证的产品开发。

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