UT5003 时间：2025/12/27 8:10:40 阅读：12

UT5003是一款由优达（UTCHIP）推出的高精度、低功耗的模拟前端（AFE）集成电路，主要面向电池供电的便携式医疗设备和健康监测类产品。该芯片集成了信号调理、模数转换（ADC）、增益控制以及多种可编程功能，专为心电图（ECG）、脉搏血氧仪（SpO2）、体温测量等生物电信号采集应用而设计。UT5003采用先进的CMOS工艺制造，具有优异的噪声抑制能力与共模抑制比（CMRR），能够在复杂电磁环境中稳定工作，确保采集到的生理信号真实可靠。芯片内部集成多路低噪声仪表放大器、可编程增益放大器（PGA）、高分辨率Σ-Δ型ADC以及用于驱动LED光源的电流源输出模块，适用于光电容积脉搏波（PPG）检测。此外，UT5003支持SPI和I2C双通信接口，方便与外部微控制器或处理器进行数据交互，提升了系统集成度和设计灵活性。其小型化的封装形式（如QFN-16或WLCSP）有助于缩小终端产品的体积，满足穿戴式设备对空间的严苛要求。

参数

型号：UT5003
　　工作电压：1.8V ~ 3.6V
　　典型工作电流：15μA（待机模式），
　　350μA（连续采集模式）
　　ADC分辨率：24位Σ-Δ ADC
　　采样率：可配置，最高支持4kHz
　　输入噪声：≤1.5μVrms（带宽150Hz）
　　共模抑制比（CMRR）：>100dB（典型值）
　　增益范围：1x ~ 32x 可编程
　　内置振荡器：支持内部时钟，无需外部晶振
　　通信接口：SPI、I2C 双模式支持
　　工作温度范围：-40°C ~ +85°C
　　封装类型：WLCSP-16 或 QFN-16
　　集成LED驱动通道：2路恒流源输出，最大驱动电流20mA

特性

UT5003具备出色的低噪声性能和高信噪比（SNR），这对于采集微弱的生物电信号至关重要。其内置的低噪声仪表放大器在输入端可有效放大来自传感器的原始信号，同时抑制共模干扰，尤其是在长导联线或存在强电磁干扰的环境中表现优异。芯片支持可编程增益控制，用户可根据不同传感器灵敏度或信号强度动态调整放大倍数，从而避免信号饱和或丢失细节。24位高分辨率Σ-Δ ADC能够实现极高的动态范围，确保即使是极其微小的生理波动也能被精确捕捉。该ADC还具备良好的线性度和低温漂特性，保障长时间测量的一致性和准确性。
　　UT5003集成了两路可编程恒流源输出，专门用于驱动红光和红外LED，在脉搏血氧仪中实现双波长PPG信号采集。电流大小可通过寄存器配置，支持从几毫安到20mA的调节范围，适应不同光学结构和皮肤类型的检测需求。这种高度集成的设计显著减少了外围元件数量，降低了整体BOM成本，并缩短了产品开发周期。芯片支持多种工作模式，包括单次采集、连续采集和深度睡眠模式，配合自动唤醒机制，极大优化了系统功耗，非常适合依赖纽扣电池或小型锂电池供电的可穿戴设备。
　　为了提升系统的抗干扰能力，UT5003内置数字滤波器和陷波滤波功能，可有效滤除工频干扰（50/60Hz）及其谐波成分。此外，芯片提供多个可配置GPIO引脚，可用于控制外部开关、指示灯或与其他传感器协同工作。通过SPI/I2C接口，主控MCU可以实时读取转换结果、监控状态寄存器并配置各项参数，整个过程可通过图形化配置工具完成，无需深入理解底层寄存器映射，大幅降低开发门槛。UT5003符合RoHS标准，且在设计上考虑了ESD防护和过压保护，增强了系统可靠性。

应用

UT5003广泛应用于各类便携式和穿戴式健康监测设备中，尤其适合对精度、功耗和尺寸有严格要求的应用场景。典型应用包括手持式或贴片式心电图（ECG）监测仪，利用其高CMRR和低噪声特性，可准确捕捉心脏电活动产生的微伏级信号，实现房颤、心动过速等异常节律的早期预警。在脉搏血氧饱和度（SpO2）测量设备中，UT5003通过驱动双色LED并同步采集透射或反射式PPG信号，结合算法计算出血液中的氧合血红蛋白比例，常用于指夹式血氧仪、智能手表或呼吸监护设备。
　　该芯片也可用于体温监测系统，特别是接触式红外测温或热敏电阻阵列信号调理，凭借其高精度ADC和低温漂特性，确保温度读数长期稳定可靠。此外，UT5003还可拓展至呼吸率检测、压力传感信号采集、肌电图（EMG）前端处理等领域。由于其支持低功耗运行和小型封装，特别适用于智能家居健康终端、远程医疗设备、儿童健康监护产品以及工业级生命体征记录仪等场合。开发者可基于UT5003构建符合医疗认证标准（如IEC 60601）的二级医疗器械原型，加速产品上市进程。