集微網(wǎng)消息，車載方向盤ECG系統(tǒng)可實現(xiàn)對駕駛員心電圖檢測、心律異常檢測、疲勞駕駛以及情緒檢測等及時判斷和預警；車載座椅ECG系統(tǒng)可實現(xiàn)對家人心臟健康的實時監(jiān)測和關注，同時提供長期心電圖監(jiān)測的數(shù)據(jù)有利于增加醫(yī)生在心臟疾病醫(yī)療診斷的判斷準確性……這些都是車載健康監(jiān)測技術的典型應用場景。隨著智能駕駛座艙的推廣和普及，作為重要組成部分的車載健康監(jiān)測技術近年來也在快速發(fā)展中。然而，車載電磁環(huán)境的復雜性以及各種工況（比如速度、顛簸、振動）的多樣性使微弱ECG信號的精準采集面臨更多挑戰(zhàn)，這些因素對ECG系統(tǒng)的硬件和軟件系統(tǒng)都提出了更高的要求。

（車載ECG典型應用框圖）

系統(tǒng)級芯片供應商類比半導體（Analogysemi）最新推出的自主定義車規(guī)級ECG模擬前端芯片ADX923Q系列，用于專業(yè)的動態(tài)心電圖檢測，針對上述車規(guī)應用的挑戰(zhàn)因素從硬件層面實現(xiàn)了諸多提升。

隨著大數(shù)據(jù)以及AI智能健康軟件應用的發(fā)展，軟件ECG相關的算法在精度、多樣性、可靠性以及云診斷技術都取得了長足的發(fā)展。與之相應的，硬件系統(tǒng)層面也需要更多的創(chuàng)新和突破。

據(jù)了解，在ECG 硬件系統(tǒng)中，AFE ECG芯片是整個系統(tǒng)的關鍵，如何設計滿足車載ECG系統(tǒng)的AFE ECG芯片，則需要解決以下幾個重要的問題，包括:

1. 車規(guī)應用在溫度上有更高要求 -40°C - 105/125°C (各車企最高溫度要求不同);

2. 車規(guī)應用在抗電磁干擾、ESD防護有更高要求；

3. 車載工況的各種干擾；

4. 車載ECG系統(tǒng)在干電極接觸的離手檢測靈敏度;

5. 車規(guī)芯片的功能安全設計要求;

6. 車載方向盤電極模組支持L2及以上自動駕駛HOD功能。

據(jù)悉，此次類比半導體推出的全新車規(guī)級AFE ECG芯片ADX923Q產(chǎn)品能夠滿足上述車載ECG芯片需求。ADX923Q產(chǎn)品基本功能包括：該產(chǎn)品是多通道、同步采樣、24 位、Δ-Σ (ΔΣ) 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)，具有內(nèi)置可編程增益放大器 (PGA)、內(nèi)部基準和板載振蕩器，包含了汽車方向盤、座椅、便攜式、低功耗醫(yī)療心電圖 (ECG)、運動和健身應用中通常需要的所有功能。同時，ADX923Q 具有高集成度和卓越性能，能夠以顯著減小的尺寸、功耗和總體成本創(chuàng)建可擴展的醫(yī)療儀器系統(tǒng)，其每個通道都有一個靈活的輸入多路復用器，可以獨立連接到內(nèi)部生成的信號，用于測試、溫度和導聯(lián)脫落檢測，還可以選擇任何輸入通道配置來導出右腿驅(qū)動 (RLD) 輸出信號。

此外，ADX923Q以高達8 kSPS的數(shù)據(jù)速率運行，可以使用器件內(nèi)部激勵電流吸收器或電流源在器件內(nèi)部實現(xiàn)導聯(lián)脫落DC檢測，使用內(nèi)部DDS激勵源實現(xiàn)導聯(lián)脫落AC檢測。 ADX923Q 版本還包括完全集成的呼吸阻抗測量功能，ADX923Q版本還包括集成的模擬起搏(PACE)檢測功能，單通道3導檢測功能和可配置低頻噪聲信號濾除功能，且所有器件支持車規(guī)功能安全特性需要的故障診斷檢測功能。這些器件采用 4 毫米 x 4 毫米、32 引腳無引線方形扁平封裝 (QFN with Wettable flank) 封裝，工作溫度規(guī)定為 –40°C 至 +125°C。

值得一提的是，為應對車規(guī)應用上的挑戰(zhàn)，類比ADX923Q在芯片層面做了一系列的設計實現(xiàn)，包括：

1. 產(chǎn)品從工藝、設計、封測、量產(chǎn)都滿足車規(guī)級的一系列要求，支持車規(guī)功能安全要求并滿足AEC-Q100 Grade1標準。具體來看，該芯片系列的所有PIN ESD HBM 支持+/-4 kV, 電源PIN ESD HBM 達到 +/- 8kV。

2. 改善了輸入阻抗并提高差分阻抗系數(shù)；具備64檔DC離手檢測電流選擇，同時芯片DC離手檢測自帶50Hz/60Hz工頻濾除功能，節(jié)省軟件工頻濾波開銷。

3. 對于干電極的檢測挑戰(zhàn)，類比則推出硬件AC離手檢測方案，支持4KHz和500Hz的2種 AC激勵源硬件算法AC檢測，同時支持125Hz到8KHz的軟件AC激勵源軟件算法檢測，另外基于AC離手檢測原理可適用于目前L2及以上自動駕駛HOD檢測。

4. 該系列芯片支持三種可配置的低頻噪聲濾波功能，可濾除大部分工況下的噪聲干擾。

5. 支持通信ECG數(shù)據(jù)和設備命令字CRC校驗，保證通信鏈路傳輸?shù)目煽啃?；支持PGA輸入超量程檢測，時鐘故障診斷，數(shù)據(jù)和命令字傳輸出錯診斷，非法命令字檢測，上電芯片故障自檢，輸出PIN 短路地和短路電源檢測，通信超時復位通信接口和數(shù)據(jù)幀丟失檢測等功能安全特性。

6. 對于座椅ECG應用，類比半導體創(chuàng)新地引入電極輪轉(zhuǎn)(ERM)， 使其僅使用單通道ADC即可實現(xiàn)三導ECG數(shù)據(jù)的采樣監(jiān)測。

7. 芯片支持深度最大為12的FIFO，具備本地存儲24組ECG數(shù)據(jù)的能力，可平衡通信和數(shù)據(jù)處理速率的適配問題，同時減少對μC設備占用時間。

8. 芯片內(nèi)置模擬PACE檢測電路，可實現(xiàn)對起搏脈沖信號的檢測，該功能可省去外圍分立起搏電路的元器件，優(yōu)化板級電路設計和減少成本。

據(jù)悉，目前該產(chǎn)品已和國內(nèi)多家汽車廠商及Tier1合作，陸續(xù)送樣量產(chǎn)中。

（校對/薩米）

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