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UT5003Z 发布时间 时间:2025/12/27 8:39:59 查看 阅读:14

UT5003Z是一款由优思达(Ustar)推出的单通道、低功耗、高精度模拟前端(Analog Front-End, AFE)芯片,专为心电图(ECG)、生物电信号采集等医疗健康类应用设计。该芯片集成了高性能的仪表放大器、右腿驱动电路(RLD)、导联脱落检测功能、陷波滤波器以及可编程增益放大器(PGA)和模数转换器(ADC),能够实现对微弱生理信号的高保真采集与处理。UT5003Z采用小型化封装,适用于便携式心电监测设备、穿戴式健康手环、智能手表、远程医疗终端以及家用健康监护产品。该芯片在设计上充分考虑了医疗级信号采集的需求,具备优异的共模抑制比(CMRR)、低噪声性能和高输入阻抗,能够在复杂电磁环境下稳定工作,确保采集信号的准确性与可靠性。此外,UT5003Z支持多种工作模式,包括标准ECG模式、导联脱落检测模式和待机省电模式,便于系统根据实际应用场景进行灵活配置。芯片还内置了电磁干扰(EMI)滤波和射频干扰抑制功能,进一步提升了在真实使用环境中的信号质量。UT5003Z符合多项国际医疗设备安全标准,适合用于Class II类医疗器械的设计与开发。

参数

型号:UT5003Z
  通道数:1
  电源电压:2.7V ~ 3.6V
  工作电流:典型值 250μA
  输入阻抗:>100MΩ
  共模抑制比(CMRR):>110dB(@50/60Hz)
  噪声水平:≤15μVpp(0.15Hz~150Hz)
  数据输出速率:100SPS / 200SPS / 500SPS 可配置
  ADC分辨率:24位
  增益设置:1/2/4/6/8/12/16 V/V 可编程
  内置滤波器:50Hz/60Hz 数字陷波滤波器
  接口类型:SPI/I2C 可选
  工作温度范围:-40°C ~ +85°C
  封装形式:QFN-16

特性

UT5003Z的核心特性之一是其高度集成化的模拟前端架构,能够在单一芯片内完成从信号采集到数字化输出的全流程处理,极大简化了外部电路设计,降低了系统整体成本与尺寸。其内置的高精度24位Σ-Δ ADC能够提供出色的动态范围和分辨率,确保微伏级生物电信号的精确捕捉。芯片配备可编程增益放大器(PGA),支持多档增益调节,适应不同传感器输入幅度需求,提升系统的适配灵活性。UT5003Z集成了50Hz/60Hz数字陷波滤波器,可有效抑制工频干扰,在无额外外置滤波电路的情况下显著改善信号质量,特别适用于电网环境复杂的地区使用。右腿驱动(RLD)功能通过反馈机制主动抑制共模电压,增强系统的抗干扰能力,同时支持导联脱落检测,实时监控电极连接状态,提升设备使用的安全性与可靠性。该芯片支持SPI和I2C双通信接口,方便与主流MCU或处理器对接,且通信协议简洁明了,易于软件开发。在功耗控制方面,UT5003Z优化了内部电路结构,工作电流低至250μA,配合待机模式可实现超低功耗运行,非常适合电池供电的便携式或可穿戴设备。芯片采用QFN-16小型封装,节省PCB空间,便于高密度布局,并通过了严格的ESD防护测试(HBM >4kV),具备良好的环境适应性和长期稳定性。UT5003Z在出厂前经过精密校准,保证通道间一致性与温漂性能,减少客户端的调试难度,加快产品上市周期。
  此外,UT5003Z在电磁兼容性(EMC)设计上表现优异,内置EMI滤波器和RF抑制电路,能在手机、Wi-Fi等射频源附近保持稳定工作,避免信号失真。其高输入阻抗(>100MΩ)减少了对前端传感器的负载效应,确保原始生理信号不失真地传输至AFE。芯片支持多种采样率配置(100/200/500SPS),可根据不同应用需求选择最优性能点,在高精度与低延迟之间取得平衡。对于需要长时间连续监测的应用场景,如睡眠呼吸监测或动态心电分析,UT5003Z的低噪声和低漂移特性可保障数据的连续性和可信度。整体而言,UT5003Z是一款面向中高端医疗健康电子市场的AFE解决方案,兼顾性能、集成度与功耗表现,广泛适用于对信号质量和可靠性要求较高的应用场景。

应用

UT5003Z主要应用于各类便携式和可穿戴式生理信号监测设备,尤其适用于心电图(ECG/EKG)信号采集系统。它被广泛用于智能手表、健康手环、手持式心电仪、远程健康监护终端、家庭用心脏监测仪等消费级健康电子产品中,能够实现单导联或多导联(通过多片级联)的心电波形采集与分析。在专业医疗设备领域,UT5003Z可用于设计Class II类认证的动态心电记录仪(Holter Monitor)、事件触发式心律监测器以及院外患者远程生命体征监控系统。由于其高输入阻抗和低噪声特性,该芯片也可扩展应用于脑电(EEG)、肌电(EMG)等其他生物电势信号的采集前端,为神经科学研究和康复设备提供可靠的信号输入基础。在工业或科研类低频微弱信号检测系统中,UT5003Z同样可作为高精度模拟信号调理单元使用,例如传感器信号放大与数字化模块。此外,得益于其低功耗特性和小型封装,UT5003Z非常适合集成于电池供电的物联网健康节点设备中,支持蓝牙或Wi-Fi无线传输方案,构建完整的无线生理参数监测网络。该芯片还可用于运动健身设备中的实时心率监测模块,为用户提供精准的训练状态反馈。在老年护理和慢性病管理场景中,基于UT5003Z的监测设备可实现对房颤、早搏、心动过缓等心律失常事件的早期预警,提升健康管理效率。

替代型号

ADS1291
  MAX30001
  AD8233

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