AFE4420YZR

Product Folder Order Now Support & Community Tools & Software Technical Documents AFE4420 ZHCSIE5A – JUNE 2018 – REVISED JULY 2019 用于多传感器可穿戴设备、 光学心率监测和生物检测且具有 FIFO 的 AFE4420 超小型集成式 AFE 1 特性 • • • 1 • • • • • • • • • 支持多达 16 个相位的信号采集 在每个相位内均可实现灵活的 LED 和 PD 分配 精确、连续的心率监测： – 高达 100dB 的动态范围 – 以低电流在可穿戴设备上持续运行，其典型值 为： – LED 为 15μA，接收器为 20μA 发送器： – 支持共阳极 LED 配置 – 8 位可编程 LED 电流，可调范围为 50mA 至 200mA – 并行点亮两个 LED 的模式 – 可编程 LED 导通时间 – 同时支持 4 个 LED，适用于优化型 SpO2、 HRM 或多波长 HRM – 可编程控制信号，使用外部 SPDT 开关可运行 多达 8 个 LED 接收器： – 支持 4 路时分多路复用光电二极管输入 – TIA 输入端的独立直流失调消减 DAC，用于每 个 LED 和环境光相位，具有 7 位控制功能且范 围高达 ±254µA – 跨阻增益：10kΩ 至 2MΩ – ADC 输出端的数字环境消减，可抑制环境噪声 – 具有可编程带宽的噪声滤波器 支持外部时钟和内部振荡器模式 自动环境消除模式 (AACM)，可增大接收器的动态 范围 具有灵活中断生成功能的两个可编程 GPIO 引脚 采样深度为 128 的 FIFO I2C、SPI 接口：可通过引脚进行选择 工作温度范围：–40°C 至 +85°C 2.6mm × 2.1mm DSBGA 封装，0.4mm 间距 电源： – Rx： – 1.7V 至 1.9V（LDO 旁路） – 1.9V 至 3.6V（LDO 已启用） – Tx：3V 至 5.5V – IO：1.7V 至 RX_SUP • 2 应用 用于可穿戴设备和耳戴式设备的光学心率监测 (HRM) 心率变异分析 (HRV) 脉动式血氧计 (SpO2) 测量 最大耗氧量 (VO2 Max) 卡路里消耗 • • • • • 3 说明 AFE4420 是一款面向光学生物传感 应用的模拟前端 (AFE)，例如心率监测 (HRM) 和血氧饱和度 (SpO2) 测 量。该器件支持多达四个可切换发光二极管 (LED) 和 四个光电二极管。可以定义多达 16 个信号相位，并且 可以以同步方式从每个相位获取信号，并将其存储在 128 样本的先入先出 (FIFO) 块中。FIFO 可通过 I2C 或 SPI 接口读取。这款 AFE 还配有具有 8 位电流控制 功能的全集成 LED 驱动器。该器件具有宽动态范围的 发送和接收电路，有助于检测超小信号电平。 器件信息(1) 器件型号 封装 AFE4420 封装尺寸（标称值） DSBGA (30) 2.60mm × 2.10mm (1) 如需了解所有可用封装，请参阅数据表末尾的可订购产品附 录。 简化原理图 TX_SUP LED1 IO_SUP RX_SUP CONTROL1 LED3 LED4 TX_SUP TX1 1.8 V LDOs LED2 TX2 TX3 TX4 ALDO_1V8, DLDO_1V8 INP1 PD1 CF INM1 ILED INM2 INP3 PD3 INPUT MUX INP2 PD2 Offset DAC TIA RF THR_DET_RDY Threshold Detection RF Noise reduction filter (x4) ADC FIFO I2C_SPI_SEL SPI/ I2C Interface SPI I2C RESETZ INM3 INP4 CF PD4 INM4 Automatic Ambient Cancellation 4 MHz Oscillator ADC_RDY GPIO1 GPIO2 Timing Engine 128 kHz Oscillator CLK 1 本文档旨在为方便起见，提供有关 TI 产品中文版本的信息，以确认产品的概要。 有关适用的官方英文版本的最新信息，请访问 www.ti.com，其内容始终优先。 TI 不保证翻译的准确 性和有效性。 在实际设计之前，请务必参考最新版本的英文版本。 English Data Sheet: SBAS910 AFE4420 ZHCSIE5A – JUNE 2018 – REVISED JULY 2019 www.ti.com.cn 目录 1 2 3 4 5 特性 .......................................................................... 应用 .......................................................................... 说明 .......................................................................... 修订历史记录 ........................................................... 器件和文档支持 ........................................................ 1 1 1 2 3 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 6 接收文档更新通知 ..................................................... 社区资源.................................................................... 商标 ........................................................................... 静电放电警告............................................................. Glossary .................................................................... 3 3 3 3 3 机械、封装和可订购信息 ......................................... 4 4 修订历史记录 Changes from Original (June 2018) to Revision A Page • 更改了机械封装 图像 .............................................................................................................................................................. 5 2 版权 © 2018–2019, Texas Instruments Incorporated AFE4420 www.ti.com.cn ZHCSIE5A – JUNE 2018 – REVISED JULY 2019 5 器件和文档支持 5.1 接收文档更新通知 要接收文档更新通知，请导航至 TI.com.cn 上的器件产品文件夹。单击右上角的通知我 进行注册，即可每周接收产 品信息更改摘要。有关更改的详细信息，请查看任何已修订文档中包含的修订历史记录。 5.2 社区资源 The following links connect to TI community resources. Linked contents are provided "AS IS" by the respective contributors. They do not constitute TI specifications and do not necessarily reflect TI's views; see TI's Terms of Use. TI E2E™ Online Community TI's Engineer-to-Engineer (E2E) Community. Created to foster collaboration among engineers. At e2e.ti.com, you can ask questions, share knowledge, explore ideas and help solve problems with fellow engineers. Design Support TI's Design Support Quickly find helpful E2E forums along with design support tools and contact information for technical support. 5.3 商标 E2E is a trademark of Texas Instruments. All other trademarks are the property of their respective owners. 5.4 静电放电警告 ESD 可能会损坏该集成电路。德州仪器 (TI) 建议通过适当的预防措施处理所有集成电路。如果不遵守正确的处理措施和安装程序 , 可 能会损坏集成电路。 ESD 的损坏小至导致微小的性能降级 , 大至整个器件故障。 精密的集成电路可能更容易受到损坏 , 这是因为非常细微的参数更改都可 能会导致器件与其发布的规格不相符。 5.5 Glossary SLYZ022 — TI Glossary. This glossary lists and explains terms, acronyms, and definitions. 版权 © 2018–2019, Texas Instruments Incorporated 3 AFE4420 ZHCSIE5A – JUNE 2018 – REVISED JULY 2019 www.ti.com.cn 6 机械、封装和可订购信息 以下页面包含机械、封装和可订购信息。这些信息是指定器件的最新可用数据。数据如有变更，恕不另行通知，且 不会对此文档进行修订。如需获取此数据表的浏览器版本，请查阅左侧的导航栏。 4 版权 © 2018–2019, Texas Instruments Incorporated AFE4420 www.ti.com.cn ZHCSIE5A – JUNE 2018 – REVISED JULY 2019 PACKAGE OUTLINE YZ0030-C01 DSBGA - 0.5 mm max height SCALE 5.000 DIE SIZE BALL GRID ARRAY 2.095 2.035 B A BALL A1 CORNER 2.595 2.535 0.5 MAX C SEATING PLANE BALL TYP 0.19 0.13 0.05 C 1.6 TYP 0.85 F E 2 TYP D 0.4 TYP SYMM C B A 30X 0.015 0.25 0.21 C A B 1 2 3 4 5 PKG 0.4 TYP 4222550/D 07/2019 NOTES: 1. All linear dimensions are in millimeters. Any dimensions in parenthesis are for reference only. Dimensioning and tolerancing per ASME Y14.5M. 2. This drawing is subject to change without notice. www.ti.com 版权 © 2018–2019, Texas Instruments Incorporated 5 AFE4420 ZHCSIE5A – JUNE 2018 – REVISED JULY 2019 www.ti.com.cn EXAMPLE BOARD LAYOUT YZ0030-C01 DSBGA - 0.5 mm max height DIE SIZE BALL GRID ARRAY (0.85) (0.4) TYP 30X ( 0.23) 1 3 2 4 5 A (0.4) TYP B C PKG SYMM D E F PKG LAND PATTERN EXAMPLE SCALE:30X ( 0.23) METAL 0.05 MAX METAL UNDER SOLDER MASK 0.05 MIN ( 0.23) SOLDER MASK OPENING SOLDER MASK OPENING NON-SOLDER MASK DEFINED (PREFERRED) SOLDER MASK DEFINED SOLDER MASK DETAILS NOT TO SCALE 4222550/D 07/2019 NOTES: (continued) 3. Final dimensions may vary due to manufacturing tolerance considerations and also routing constraints. See Texas Instruments Literature No. SNVA009 (www.ti.com/lit/snva009). www.ti.com 6 版权 © 2018–2019, Texas Instruments Incorporated AFE4420 www.ti.com.cn ZHCSIE5A – JUNE 2018 – REVISED JULY 2019 EXAMPLE STENCIL DESIGN YZ0030-C01 DSBGA - 0.5 mm max height DIE SIZE BALL GRID ARRAY (0.85) (0.4) TYP 30X ( 0.25) (R0.05) TYP 1 2 4 3 5 A (0.4) TYP B METAL TYP C PKG SYMM D E F PKG SOLDER PASTE EXAMPLE BASED ON 0.1 mm THICK STENCIL SCALE:35X 4222550/D 07/2019 NOTES: (continued) 4. Laser cutting apertures with trapezoidal walls and rounded corners may offer better paste release. www.ti.com 版权 © 2018–2019, Texas Instruments Incorporated 7 重要声明和免责声明 TI 均以“原样”提供技术性及可靠性数据（包括数据表）、设计资源（包括参考设计）、应用或其他设计建议、网络工具、安全信息和其他资 源，不保证其中不含任何瑕疵，且不做任何明示或暗示的担保，包括但不限于对适销性、适合某特定用途或不侵犯任何第三方知识产权的暗示 担保。 所述资源可供专业开发人员应用TI 产品进行设计使用。您将对以下行为独自承担全部责任：(1) 针对您的应用选择合适的TI 产品；(2) 设计、 验证并测试您的应用；(3) 确保您的应用满足相应标准以及任何其他安全、安保或其他要求。所述资源如有变更，恕不另行通知。TI 对您使用 所述资源的授权仅限于开发资源所涉及TI 产品的相关应用。除此之外不得复制或展示所述资源，也不提供其它TI或任何第三方的知识产权授权 许可。如因使用所述资源而产生任何索赔、赔偿、成本、损失及债务等，TI对此概不负责，并且您须赔偿由此对TI 及其代表造成的损害。 TI 所提供产品均受TI 的销售条款 (http://www.ti.com.cn/zh-cn/legal/termsofsale.html) 以及ti.com.cn上或随附TI产品提供的其他可适用条款的约 束。TI提供所述资源并不扩展或以其他方式更改TI 针对TI 产品所发布的可适用的担保范围或担保免责声明。IMPORTANT NOTICE 邮寄地址：上海市浦东新区世纪大道 1568 号中建大厦 32 楼，邮政编码：200122 Copyright © 2019 德州仪器半导体技术（上海）有限公司 PACKAGE OPTION ADDENDUM www.ti.com 10-Dec-2020 PACKAGING INFORMATION Orderable Device Status (1) Package Type Package Pins Package Drawing Qty Eco Plan (2) Lead finish/ Ball material MSL Peak Temp Op Temp (°C) Device Marking (3) (4/5) (6) AFE4420YZR ACTIVE DSBGA YZ 30 3000 RoHS & Green SAC396 Level-1-260C-UNLIM -40 to 85 AFE4420 AFE4420YZT ACTIVE DSBGA YZ 30 250 RoHS & Green SAC396 Level-1-260C-UNLIM -40 to 85 AFE4420 (1) The marketing status values are defined as follows: ACTIVE: Product device recommended for new designs. LIFEBUY: TI has announced that the device will be discontinued, and a lifetime-buy period is in effect. NRND: Not recommended for new designs. Device is in production to support existing customers, but TI does not recommend using this part in a new design. PREVIEW: Device has been announced but is not in production. Samples may or may not be available. OBSOLETE: TI has discontinued the production of the device. (2) RoHS: TI defines "RoHS" to mean semiconductor products that are compliant with the current EU RoHS requirements for all 10 RoHS substances, including the requirement that RoHS substance do not exceed 0.1% by weight in homogeneous materials. Where designed to be soldered at high temperatures, "RoHS" products are suitable for use in specified lead-free processes. TI may reference these types of products as "Pb-Free". RoHS Exempt: TI defines "RoHS Exempt" to mean products that contain lead but are compliant with EU RoHS pursuant to a specific EU RoHS exemption. Green: TI defines "Green" to mean the content of Chlorine (Cl) and Bromine (Br) based flame retardants meet JS709B low halogen requirements of