芯海科技cs1262：高精度全场景ppg afe新品上市芯海科技-ag真人手机版

6月22日，由旭日大数据、潮电智库联合智能穿戴产业联盟共同举办的“第四届智能手表技术趋势峰会”于深圳热烈启幕。芯海科技（股票代码：688595）携全新高端ppg afe新品cs1262闪靓登场。

芯海科技cs1262作为关键性能指标赶超业界一流水平，首款适配openharmony的ppg产品，可以与主流afe设计兼容，能够为用户提供高配置、高精度测量、超强抗干扰、低功耗、全肤色支持、高可靠及易用性等七大核心价值。

以下将为您悉心揭露cs1262的神秘面纱！

芯海科技展位现场

芯海科技1262应用：血压手表

芯海科技资深产品经理彭洪伟（左二）出席圆桌探讨

当前，随着社会经济发展、人口老龄化以及covid-19持续肆虐，人们的健康意识不断增强。与此同时，微电子技术的不断进步，生命体征测量技术也因而迅速发展，市场上越来越多的穿戴设备支持生命体征的监测，如智能手环、耳机、健康手表等。

ppg作为穿戴式生命体征测量三大技术（ppg、ecg、bia）之一，通过非侵入式和无感的方式，可连续测量心率、血氧spo2、心率变异性hrv、血压等健康指标。可通过健康手表、智能手环的终端产品，采用健康测量算法及aiot连接，打造私人健康卫士。

一、ppg测量技术原理

图1 ppg信号检测系统

图2 ppg信号

ppg是photoplethysmograph光电容积脉搏波描记法的缩写，是一种利用光电信号检测由动脉搏动造成的血液容积变化的技术，ppg波形是一个随血液容积变化的脉搏波。

如图1所示，ppg测量系统由led、pd（光电传感器）及afe（驱动led和检测pd信号）组成，通过led光照射人体皮肤表面、组织和血管，产生动脉搏动调制信息的光信号，再被pd光电传感器检测获取数据信息。

如图2所示，该信号包含两个部分：一是调制了动脉血管变化信息的光信号 ac信号iac ，另一个是没有调制动脉变化信息的光也就是稳定的dc信号idc。分析ac信号可以获取心率hr值，根据lambert-beer定律，分析红光和红外光的ac和dc比例关系可以获取血氧spo2值。

图3光子运动轨迹仿真

从1974年takuo aoyagi 发明ppg测量方法至今，传统指甲式血氧仪已经很成熟。最近几年，健康测量手表的出现却带来了新的挑战。测量部位从手指变化到手腕，测量场景从静息到全场景运动类型，对afe芯片提出了更加苛刻的要求。

如图3所示，手腕的组织光学仿真中描绘了10个光子的运动轨迹，只有红色标注的1个光子捕捉到有效的ac信号。实际上手指的有效信号是手腕的的几十倍以上，再加上处理运动带来的伪影，对afe的性能指标提出了新的需求。芯海的cs1262就是一颗具有高snr，低功耗特性和考虑全场景应用的afe。

二、cs1262的产品优势概要

图4 cs1262系统框图

cs1262是一颗高性能ppg afe。高准确度：高达110db的动态范围，支持4pd*12相位的48路有效数据采集，内嵌驱动能力高达250ma的led driver可支持8路led输出。超强抗干扰：psrr大于90db，环境光抑制能力强模拟环境光消减高达±200ua。低功耗：83ua@100hz@4ch@2阶环境光消减，54ua@100hz@1ch@2阶环境光消减。

三、cs1262的微弱信号捕捉能力

图5 cs1262 snr vs 增益电阻

图6 pi≈0.1%手腕处的ppg信号

高达110db的动态范围，97.5db的snr@500kω（dbfs)和±63.875ua的led消减电流，为cs1262提供了强大的微弱信号捕捉能力。相比友商109db的动态范围，96db的snr@500kω（dbfs)更胜一筹。

如图6所示，cs1262采集到手腕上的红光和红外ppg信号，pi灌注度水平在千分之一，脉搏波形清晰可见，为后续算法的处理提供了强有力的支撑。

四、cs1262满足全场景应用

图7 静息、步行、跑步等场景下ppg信号频谱

cs1262高达110db的动态范围，具备自动模拟环境光消减功能、±200ua的消减范围及优越的相位信号低残余特性，使之具备在复杂运动场景下捕捉ppg信号的能力。强大的led驱动能力和高达8led*4pd的光电传感器矩阵布局，保证了复杂肤色、复杂测试环境下的高准确性检测。

如图7所示，在多运动场景下，cs1262采集的心率频谱清晰且连续稳定。 

五、cs1262的低功耗特性

表1 不同使用场景下的功耗

prf为5hz时低至13.3ua的工作电流，在穿戴设备和睡眠健康监测应用场景，cs1262绝不缺席，是持久可靠的贴身健康卫士。cs1262低至54ua的功耗@prf100hz，优于友商100ua@prf100hz 。该低功耗特性为穿戴设备提供了更高的能效比，更持久的续航能力。

cs1262并不只是一款单一产品规划，而是芯海科技在智慧健康测量产品系列的重要组成，未来将会与公司的bia、ecg等多种soc/模拟前端芯片产品，形成系列化芯片组合，搭配健康测量算法、无线连接及配套标准方案，实现健康与智能的融合，赋能更多高端健康设备、高端消费电子产品当中。