基於 ams OSRAM AS7050 + SFH7074 的心率血氧檢測方案

隨著人們健康意識的不斷提高,大家對自身生理健康指標的監測越來越感興趣,全球疫情的流行也使心肺功能監測變得越來越重要。

Heartbeat 是基於AS7050 + SFH7074 的心率板方案,支持心率和血氧檢測。該方案中AS7050 是ams OSRAM 的一顆模擬前端(Analog Front End,簡稱AFE),包含LED 驅動、PD 信號讀取、信號調節功能;SFH7074 是ams OSRAM 的一顆光電前端(Optical Front End,簡稱OFE),集成了綠光、紅光、紅外光三種LED 發射器和IR-Cut Photodiode 、Broadband Photodiode 兩種PD(Photodiode)接收器。

AS7050 Block Diagram

下圖是Heartbeat 外部接口的說明,主板包含有:電源接口、I2C 接口、SPI 接口、PPG 接口(用於連接MCU-Cthlhu (Smart Watch) 方案的RT500 主板)。


接口說明

 

AS7050 支持 I2C 和 SPI 兩種通信方式(相關引腳已在上面註明),可通過 IFSEL 引腳的電平選擇使用哪種方式:

  • IFSEL = 1 : 使用 SPI 通信 (CS, MISO, MOSI, CLK, INT)
  • IFSEL = 0 : 使用 I2C 通信 (SCL, SDA, INT),默認為該選項

在電路板上可通過調節 R9 和 R11 來控制 IFSEL 的上拉和下拉,默認情況下 R9 上拉電阻為 NC,R11 下拉電阻正常焊接,即默認使用 I2C 通信。

 

 I2C 和 SPI 通信方式選擇

AS7050支持 3.3V 和 1.8V 的 IO 參考電平,可通過 R1、R2、R4、R5 四個 0Ω 電阻的狀態進行選擇,具體信息如下,默認為 3.3V 參考電平。 

IO 參考電平

R1

R2

R4

R5

1V8

0R

NC

0R

NC

3V3

NC

0R

NC

0R

 



VDDIO 的 1.8V 或 3.3V 選擇

確定了 IO 口參考電平之後,需要在排針引腳的 3V3 或 1V8 上提供外部相應的電壓,即:若 IO 參考電平 3V3,需在排針引腳 3V3 上提供相應外部電壓;若IO 參考電平 1V8,需在排針引腳 1V8 上提供相應外部電壓。

►場景應用圖

►展示板照片

►方案方塊圖

►核心技術優勢

1. 極高的動態動態輸入範圍: 104 dB 2. 最多支持 6 個光電二極體 PD 的輸入通道 3. 最多支持 8 個外部 LED 驅動器 4. 多路 LED 和 PD 的靈活配置組合 5. ADC resolution:18bits 6. 1.5Kbytes FIFO

►方案規格

1. 支持 1.8V、3.3V 的 IO 電平 2. 支持 AGC 調節 LED 電流 3. 支持 I2C、SPI 通信接口