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助力红外测温仪等医疗设备国产芯片发力！

2020-02-12 11:38:00

电子发烧友网讯目前随着疫情的发展，在进出小区，公共场所等地方，都需要用到手持式红外测温仪. 手持式红外测温仪可以实现非接触近距离测量人体的温度，非常方便用于临时快速的体温测量，因此，测温仪所需要用到的运算放大器、模拟开关等部件也成了产业链的关注重点。

润石科技是一家拥有高性能模拟信号链设计能力的公司，旗下产品线跟红外测温仪、医疗设备等产品具有非常高的匹配度，包括运算放大器，比较器，模拟开关，LDO 等产品。

使用模拟热电堆探头的手持式红外测温仪原理框图如下：

上图中，以电池采用9V为例，先通过一个高压LDO RS3002 把电池电压转为 3V，供整个系统使用，包括为 MCU，背光灯，运放等器件供电，然后再用一个低功耗LDO RS3236 从 3V 降为 1.5V，这样做的目的是给热电堆提供一个参考电压，让整个测量温度范围可以扩大。为了在不同的环境温度下能够计算正确，MCU 还必须要读取当前的环境温度，实现方式是通过读取热电堆内部的 NTC 电阻与固定 100kΩ电阻分压的电压点来计算的。

由于热电堆的输出电阻较高，因此运放部分的拓扑宜采用同相放大器，放大倍数大概需要 100倍以上，需要预留低通滤波以降低输出噪声，为了尽量提高温度的分辨率，要求运放的 1/f 噪声小于5uVpp，同时直流失调电压小于 10uV，电路中的运放 RS8551 是润石科技推出的一款自稳零零漂运放，具有超低的失调电压，非常适合用于 DC 或者低频信号放大，其主要参数如下：

◆宽工作电压范围：2.5V~5.5V；

◆超低失调电压：典型值 1uV，最大值 5uV；

◆超低温度漂移：典型值 5nV/°C，最大值 50nV/°C；

◆超低输入偏置电流：50pA；

◆单位增益带宽：4.5MHz；

◆静态电流：640uA 每通道；

◆0.01Hz~10Hz 噪声：0.75uVpp。

润石科技还提供性能出色的高压 LDO 和低压 LDO：RS3002 系列和 RS3236 系列。RS3002 的主要特点是：

◆宽输入电压范围：2.5V~36V，适用于常见的 9V 电池输入；

◆输出电流持续：150mA；

◆超低静态电流：2.5uA；

◆低压差：10mV/mA；

◆超高 PSRR：54dB@1KHz；

◆输出电压精度可选：1%或者 2.5%；

◆多种固定输出电压可选，有 SOT-23，SOT-89-3，SOT-23-5 封装可选。

RS3236 的主要特点是：

◆宽输入电压范围：1.7V~7.5V，支持 4 节干电池输入；

◆内部最大输出限流点：>500mA；

◆超低静态电流：20uA；

◆超低压差：1mV/mA；

◆高 PSRR：70dB@1KHz；

◆输出电压精度可选：1%或者 2.5%；

◆多种固定输出电压可选，有 SOT-23，SOT-89-3，SOT-23-5，UTDFN-1*1-4L 封装可选。

此外，润石科技产品在指夹血氧仪上也有应用。家庭使用的便携式指夹血氧仪灵活度高，能够在无创伤的基础上快速测量人体的血氧饱和百分比(SpO2)，还有脉搏频率，受到了市场的广泛好评，持续畅销。

基于血液中的血红蛋白对红光和红外线有不同的吸收能力，含氧血红蛋白(HbO2)与还原血红蛋白(Hb)相比，Hb吸收的红光较多，红外线较少。HbO2则相反，吸收的红光较少，红外线较多。红光和红外线LED灯在结构上紧挨着，这样方便在手指的单一位置透光。光线从手指的一面穿透到另一面，被光敏二极管接收后，产生对应比例的电压。

典型的便携式指夹血氧仪原理框图如下：

上图中，模拟开关 RS2105 用于切换红光 LED 和红外线 LED 灯，它们分时复用并且调制有一定的频率，运放 RS321 配合 MCU 内部的 DAC 产生恒流输出的信号，因为LED灯恒流工作可以获得比较稳定的波长，发射电流常常达到数十mA，所以要求模拟开关的导通电阻最好小于 1Ω，RS2105 的导通电阻为 0.6Ω，满足应用要求。

在光敏接收管侧，运放 RS622 用于实现光电转换，这就要求运放的输入偏置电流 Ib 是 pA 级别的，另外运放的带宽需要 5MHz 以上以满足快速反应，低噪声系列的运放能够更好的提高系统的分辨率。在电源拓扑上，一种是用两节干电池(3V)然后升压到 5V 再降压给系统各电路使用，另外一种带有锂电池，可以循环充电使用，低功耗 LDO RS3236 均适合这两种拓扑系统。

低噪声运放 RS622的主要参数如下：

◆ 宽工作电压范围：2.5V~5.5V；

◆低失调电压：典型值 0.7mV，最大值 3mV；

◆低温度漂移：典型值 2uV/°C；

◆低输入偏置电流：1pA；

◆单位增益带宽：7MHz；

◆静态电流：600uA 每通道；

◆噪声系数：11nV/√Hz。

模拟开关RS2105 的主要参数如下：

◆宽输入电压范围：1.8V~5.5V；

◆导通电阻值：0.6Ω，最大 1Ω；

◆输出电流持续：500mA；