健康监测手表和TWS 耳机将继续成为可穿戴电子产品市场蓬勃发展的主要驱动力，这与消费者的兴趣和逐渐增强的用户粘性以及传感器和前端等信号链芯片的功能支持密不可分。通过高性能传感器和前端，可穿戴设备有机会实现数据收集、信息传输和交互。随着健康监测可穿戴设备向智能、便携式和集成的趋势发展，用于运动状态监测MEMS加速度计、用于体温监测的集成数字温度传感器、用于心率和血氧含量测量的光电传感器、生物阻抗测量、生理电势采集传感器等。

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何源(ADI中国产品事业部高级市场应用经理)

1 医疗健康监测

对于医疗卫生可穿戴设备，人们对健康的日益关注再次促进了智能可穿戴设备的热度。因此，如何让普通人负担得起，容易获得医疗资源，保持健康生活，将成为全球医疗卫生行业的新焦点和需求。

同时，随着老年人和慢性病患者对家庭健康管理需求的提高，对医院临床设备开发的远程监测（RPM）对服务的需求也越来越大。以可穿戴设备为代表的数字技术可以帮助医疗系统将重点从治疗转向预防，随时监控和传输临床数据，家庭健康医疗产品也从创意、感觉、单点测量到创意、感觉和持续测量，以更好的用户体验进一步提高市场对该产品的认可。

鉴于可穿戴设备技术的特殊需要，其医疗系统的升级和演变不能与人工智能和大数据的帮助分开，以及硬件上各种传感器和模拟前端的精度提高。以连续血压监测为例，其精度标准是医院的有创监测。但通过比较医院的有创连续血压监测和光电容积脉搏波（PPG）两者的波形相似度极高。在此基础上，在人工智能算法和大数据的帮助下，两者之间的关系可以有机地联系在一起，个体的持续血压变化可以通过无创的光电容积脉搏波来逆转。当然，软件的进步是不够的，如果硬件PPG精度不够，无法捕捉到完整的波形信息进行算法比较。例如，连续血压监测中的降中峡信息，以及不同肤色和头发条件下的信号范围；例如，在电极接触测量中，干电极和小面积电极的测量误差一直是可穿戴设备测量的问题ECG生理阻抗问题。

智能可穿戴设备正从健康娱乐的理念转变为医疗诊断，需要IC 精度更高，功能更强，处理极端场景的能力更强。同时，可穿戴设备的制造商不再满足于传统的步骤计算、睡眠分析等功能，而是考虑或开始在极其有限的空间内集成ECG(心电图测量)、体脂率、情绪检测等功能，满足有限电量的使用。这对可穿戴设备的成本、尺寸、测量精度、功耗和抗干扰能力提出了很高的要求。针对这一趋势，ADI 无论是针对传统的运动监测应用，还是针对现有的新兴生物电位，都可以提供非常丰富的产品组合来简化用户的供应链管理ECG 监测等应用，ADI 有相应的传感器和模拟前端来帮助实现这些功能。因为这些子系统都集成了ADC，因此，测量读数可以很容易地测量参数，并包含在最终应用程序或系统中。无需构建具有独立元件的复杂电路，满足可穿戴产品功耗低、体积小的需求。

虽然可穿戴设备的便携性给用户带来了便利，但数据测量必然会遇到各种障碍，如环境复杂、操作不稳定、接触不牢固等。以心电图监测为例，医院可以在测量过程中使用导电软膏作为补偿机制，但这显然对可穿戴设备不起作用，只能通过硬件设计和算法进行补偿。因此，可穿戴领域需要在如此小的设备上收集准确的数据，然后实现数据处理和计算，同时确保消费水平，这是一个系统的项目，需要芯片制造商具有相当大的技术实力。以ADPD6000 为例，在PPG 测量所依赖的光路部分SNR 信噪比高达117 dB，保证信号质量和可测覆盖，减少常见皮肤干扰因素引起的测量误差。同时，它还具有环境光抑制和动态干扰抑制，可以适应更多的环境和测试状态。

另外，智能手表在BIA 在阻抗试验中，通常至少需要四个电极来保证精度，其中两个通常与表壳上的手臂接触，另外两个电极放在表盘旁边，需要手指按压。但是表盘旁边的电极很小，用户的手指基本不太可能同时按下电极而不接触手臂或表壳，所以很多时候BIA 阻抗实际上是不准确的。ADI 这些问题是从芯片架构设计中避免的，即使用户的手指在测试时直接与表壳有不同的接触状态，通过独特的专有技术和专利，使用硬件和算法相结合，ADPD6000 还可以补偿误差，保证非平衡接触高阻抗下的测量精度要求。

2 TWS的降噪革命

耳戴设备，ADI 建议厂家考虑更多与用户相关的深层设计，如如何避免负压感与此同时，在耳机产品器添加到耳机产品中，可能会给市场带来新的差异化和价值。

随着TWS 耳机逐渐取代了有线耳机，后无线时代的下一个产品实力，行业都瞄准了ANC 主动降噪。降噪的需求不仅来自制造商对产品实力和差异化的追求，而且具有健康意义，而且具有尽可能低的功耗，以实现长寿命。对于系统工程师来说，降噪是一项系统工程。耳机内的声学设备、芯片本地噪声、电源串扰、射频杂讯等底部噪声将出现ANC 模式变得更加突出。室外场景中的风噪处理、半入耳降噪等问题对设计开发提出了很高的要求，以确保实时降噪特性调整、降噪带来的负压感、爆破声处理、大规模生产降噪效果的一致性。

针对许多设计挑战，ADI 新一代低功耗主动降噪芯片ADAU1850/1860 它是一种非常适合低功耗等简化应用场景的降噪芯片，可以在蓝牙芯片上插入TWS 耳机实现ANC 降噪功能。在帮助客户解决降噪设备开发的挑战时，ADI 可优化芯片对应的硬件设计。例如，底噪声主要来自声学器件本身的噪声和芯片本身的电噪声。ADAU1850/60 首先，通过底层的优秀ADC/DAC 确保自身底噪较小。优化的指令集允许用户调整ANC 调整优化的音频路径，通过数字降低底噪。最后，在整个系统的底噪上，ADI 它还可以帮助客户设计和制造布板布线，从系统层面进一步降低干扰产生的底噪声。对于风噪声，用户可以使用芯片内部灵活的硬件检测模块，建立自己的硬件级检测系统，感知麦克风的风噪声并进行动态调整。由于是硬件级响应，保证了实时性和功耗。

比如算法层面TWS 向上降噪，ADI 想CMLMicrocircuits代理因此，客户可以更自由地与滤波器相匹配ADI提供免费的音频处理器编程、开发和调试软件LarkStudio 该工具提供各种集成到直观的图形用户界面（GUI）信号处理算法可以创建复杂的音频信号流。对于不懂编程但精通声学的客户，他们也可以使用该软件轻松完成任务。

(本文来源《IC2022年5月，代理杂志杂志