智能戒指，一種新興的智能穿戴產(chǎn)品。越來越多的風(fēng)聲顯示，消費(fèi)電子大廠紛紛加快布局智能戒指，該品類或?qū)瓉硎袌雠c技術(shù)的爆發(fā)。

當(dāng)前，在智能穿戴設(shè)備的大家庭中，智能手表、手環(huán)和TWS耳機(jī)等產(chǎn)品已相當(dāng)成熟，幾乎成為了我們生活中的“必需品”，為智能戒指（指環(huán)）新品類的探索和拓展，提供了豐富的創(chuàng)新靈感。智能戒指匯聚了多項(xiàng)前沿技術(shù)，具備多種功能，能夠?yàn)橛脩舻娜粘Ｉ钐峁┍憷蛯?shí)用性。其中，健康管理功能是它的核心賣點(diǎn)之一。智能戒指憑借內(nèi)置的傳感器和先進(jìn)的算法，能夠持續(xù)監(jiān)測用戶的心率、血壓、睡眠質(zhì)量等關(guān)鍵健康指標(biāo)，并實(shí)時記錄和分析這些數(shù)據(jù)。通過與手機(jī)App的無縫連接，用戶可以輕松查看自己的健康數(shù)據(jù)，從而更好地理解身體狀況，做出科學(xué)的生活調(diào)整。

圖1  智能戒指近日，芯海科技基于可穿戴測量PPG AFE芯片CS1262，推出全新的智能戒指心率、血氧測量方案。該方案充分發(fā)揮CS1262高信噪比、低功耗的產(chǎn)品特性，通過優(yōu)化的光路結(jié)構(gòu)設(shè)計、適配指環(huán)的心率血氧算法，實(shí)現(xiàn)了心率、血氧、HRV、睡眠等人體生理指標(biāo)的高精度測量。
 

方案優(yōu)勢簡述

方案中，CS1262作為健康測量PPG AFE，負(fù)責(zé)心率、血氧、HRV、睡眠等生理指標(biāo)的測量。鑒于戒指存在旋轉(zhuǎn)的可能性，并不是在手指的固定位置，從設(shè)計上推薦采用多PD和多LED架構(gòu)，這樣可以保證不管旋轉(zhuǎn)到哪個位置，都會有合適的測量光路保證精準(zhǔn)測量。而CS1262就是一款支持多PD、多LED的PPG AFE，封裝尺寸2.9*2.6mm，非常適合智能戒指使用。作為一款高端PPG AFE，CS1262具有高準(zhǔn)確度、超強(qiáng)抗干擾和低功耗等技術(shù)優(yōu)勢。? 高準(zhǔn)確度高達(dá)110dB的動態(tài)范圍，確保了復(fù)雜環(huán)境下都能捕捉到微弱的關(guān)鍵信號；支持4PD*12相位的48路有效數(shù)據(jù)采集，為用戶提供更全面、準(zhǔn)確的健康信息；內(nèi)嵌驅(qū)動能力高達(dá)250mA的LED Driver可支持8路LED輸出，確保信號連續(xù)穩(wěn)定；內(nèi)置0.4%的高精度時鐘，提供可靠的時基，進(jìn)一步增強(qiáng)測量準(zhǔn)確性。? 超強(qiáng)抗干擾PSRR（電源抑制比）大于90dB，顯示其在復(fù)雜電氣環(huán)境下可保持出色性能；能夠模擬環(huán)境光消減高達(dá)±200uA，即使在強(qiáng)光環(huán)境下也能準(zhǔn)確捕捉到關(guān)鍵信號；? 低功耗83uA@100Hz@4Ch@2階環(huán)境光消減，54uA@100Hz@1Ch@2階環(huán)境光消減；斷電模式小于1uA，在待機(jī)狀態(tài)下幾乎不耗電，大大延長設(shè)備續(xù)航時長。
圖2  智能戒指系統(tǒng)框圖
 

微弱信號捕捉能力

高動態(tài)范圍和高SNR的結(jié)合，為CS1262帶來了卓越的微弱信號捕捉能力。
圖3 CS1262 SNR VS 增益電阻如圖3所示，高達(dá)110dB的動態(tài)范圍，97.5dB的SNR@500KΩz（dBFS)和±63.875uA的LED消減電流，即使在信號非常微弱的情況下，CS1262也能準(zhǔn)確地捕捉到關(guān)鍵的生理信息。與市場友商同類產(chǎn)品相比，其性能略勝一籌。
圖4 PI≈0.1%手腕處的PPG信號如圖4所示，CS1262采集到手腕上的紅光和紅外PPG信號，PI灌注度水平在千分之一，脈搏波形清晰可見，為后續(xù)的算法處理提供了堅實(shí)的基礎(chǔ)。
 

助力智能戒指超長續(xù)航

如表1所示，在不同使用場景下，CS1262的低功耗特性，確保了智能戒指的超長續(xù)航時間。

表1  不同使用場景下的功耗特別是在穿戴設(shè)備和睡眠健康監(jiān)測等應(yīng)用場景中，CS1262的PRF為5Hz時，工作電流低至13.3uA，保障用戶不必頻繁為設(shè)備的續(xù)航而焦慮。目前，CS1262作為芯海在健康測量領(lǐng)域的典型產(chǎn)品之一，已在消費(fèi)電子頭部客戶的旗艦智能穿戴終端產(chǎn)品上實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化量產(chǎn)。自2007年率先布局健康測量領(lǐng)域以來，芯海科技作為國內(nèi)健康測量芯片領(lǐng)域的行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)，始終密切關(guān)注可穿戴市場需求和技術(shù)趨勢，以“模擬信號鏈+MCU”雙平臺驅(qū)動，在可穿戴健康測量的PPG、BIA等領(lǐng)域，不斷進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新和系列化布局，為智能可穿戴市場帶來更多可能性。