TI公司的AFE4300是低成本的衡器和人體成份(BCM)測(cè)量模擬前端(AFE)，它集成了兩個(gè)單獨(dú)的信號(hào)鏈，一個(gè)用來(lái)重量測(cè)量，另一個(gè)采用16位860sps ADC進(jìn)行人體成份分析。器件中的三個(gè)BCM通路允許對(duì)身體手和足間的部分身體阻抗進(jìn)行分析(BIA)，從而得出人體成份的全圖。器件的工作電壓2 V~3.6 V，主要用于衡器和人體成份測(cè)量。
這是一個(gè)全面集成的模擬前端，用于體重和身體成分的測(cè)量（BCM）。AFE4300是一個(gè)易于使用、高精度、低功耗的前端解決方案，工程師可以以此來(lái)設(shè)計(jì)電子秤，包括身體構(gòu)成測(cè)量表、人體阻抗分析儀和阻抗測(cè)量設(shè)備，采用現(xiàn)有的電子秤多芯片解決方案，可以使產(chǎn)品能更快地推向市場(chǎng)。
AFE4300采用了兩個(gè)獨(dú)立的信號(hào)鏈，一個(gè)用于重量測(cè)量，另一個(gè)用于身體成分的分析，采用一個(gè)16位，860sps的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）在它們之間多路傳輸。該設(shè)備的三個(gè)BCM通道可以進(jìn)行各部位肢體之間的阻抗分析（BIA），提供了身體組成的一個(gè)完整的畫面。
AFE4300也可以通過(guò)施加一個(gè)正弦電流進(jìn)入人體，來(lái)測(cè)量人體的組合物。該正弦電流由內(nèi)部圖案發(fā)生器和一個(gè)6位，1Msps DAC產(chǎn)生。其電壓-電流轉(zhuǎn)換器（在兩個(gè)終端之間）將正弦電流輸入人體后。橫跨這兩個(gè)端子的電壓是作為身體阻抗的顯示，被測(cè)量回來(lái)（差分放大器、整流和振幅由16位ADC測(cè)量）。
AFE4300的工作電壓為2 V~3.6 V，工作溫度0℃~+70℃，TQFP-80封裝。
圖1 AFE4300功能框圖
圖2 AFE4300衡器前端框圖
AFE4300主要特性
•體重秤前端
–最多支持4個(gè)稱重傳感器輸入
–片式測(cè)壓元件1.7V激勵(lì)電壓用于比例測(cè)量
– 68nVrms的輸入?yún)⒖荚肼暎?.1Hz~2MHz）
–最合適的線性度：滿程的0.01％
–體重秤測(cè)量：540μA
•身體成分測(cè)量前端
–最多支持3個(gè)四極復(fù)阻抗測(cè)量
–6位，1Msps正弦波產(chǎn)生，數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）
–375μArms，±20％的激勵(lì)源
–動(dòng)態(tài)范圍：0Ω~2.8kΩ
AFE4300應(yīng)用
•身體成分測(cè)量及體重秤
圖3 AFE4300 AC整流器模式的人體成分測(cè)量?jī)x(BCM)前端框圖
圖4 評(píng)估板AFE4300EVM-PDK框圖
評(píng)估板AFE4300EVM-PDK
AFE4300EVM-PDK是一個(gè)平臺(tái)，用于評(píng)估AFE4300設(shè)備。AFE4300是一種低成本模擬前端有兩個(gè)獨(dú)立的信號(hào)鏈，一個(gè)用于重量測(cè)量，另一個(gè)用于身體成分的分析。
EVM提供了訪問(wèn)稱重傳感器終端的路徑，可支持多達(dá)4個(gè)稱重傳感器輸入的電子秤測(cè)量，BCM終端最多可支持4極復(fù)雜的阻抗測(cè)量。
用戶還可以通過(guò)輔助輸入（AUX1和AUX2），將任何類型單端或差分信號(hào)直接送入AFE4300。外部支持電路，如負(fù)載單元端子的抗混疊網(wǎng)絡(luò)、電子秤前端的儀表放大器增益設(shè)置的微調(diào)、BCM差端子的儀表放大器、測(cè)壓元件模擬塊、阻抗模擬塊、時(shí)鐘和外部參考電壓，都可用于測(cè)試。
該評(píng)估模塊配備了一個(gè)基于LabVIEW的圖形化用戶界面，使用戶可以輕松地配置設(shè)備、捕獲數(shù)據(jù)，并分析數(shù)據(jù)。需要注意的是，AFE4300EVM-PDK是用于原型設(shè)計(jì)和評(píng)估的，不用于真實(shí)患者。
評(píng)估板AFE4300EVM-PDK主要特性
•支持最多4個(gè)稱重傳感器輸入
•支持四極阻抗測(cè)量
•片上測(cè)壓元件模擬塊
•采集數(shù)據(jù)高達(dá)860SPS（數(shù)據(jù)采集模式）
•基于USB接口的電源和PC應(yīng)用程序的連接
