TI公司的AFE4300是低成本的衡器和人體成份(BCM)測量模擬前端(AFE)，它集成了兩個(gè)單獨(dú)的信號鏈，一個(gè)用來重量測量，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，工程師可以以此來設(shè)計(jì)電子秤，包括身體構(gòu)成測量表、人體阻抗分析儀和阻抗測量設(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。

AFE4300采用了兩個(gè)獨(dú)立的信號鏈，一個(gè)用于重量測量，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也可以通過施加一個(gè)正弦電流進(jìn)入人體，來測量人體的組合物。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，被測量回來（差分放大器、整流和振幅由16位ADC測量）。

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

–片式測壓元件1.7V激勵(lì)電壓用于比例測量

– 68nVrms的輸入?yún)⒖荚肼暎?.1Hz~2MHz）

–最合適的線性度：滿程的0.01％

–體重秤測量：540μA

•身體成分測量前端

–最多支持3個(gè)四極復(fù)阻抗測量

–6位，1Msps正弦波產(chǎn)生，數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）

–375μArms，±20％的激勵(lì)源

–動態(tài)范圍：0Ω~2.8kΩ

AFE4300應(yīng)用

•身體成分測量及體重秤



圖3 AFE4300 AC整流器模式的人體成分測量儀(BCM)前端框圖


圖4 評估板AFE4300EVM-PDK框圖

評估板AFE4300EVM-PDK

AFE4300EVM-PDK是一個(gè)平臺，用于評估AFE4300設(shè)備。AFE4300是一種低成本模擬前端有兩個(gè)獨(dú)立的信號鏈，一個(gè)用于重量測量，另一個(gè)用于身體成分的分析。

EVM提供了訪問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量，BCM終端最多可支持4極復(fù)雜的阻抗測量。

用戶還可以通過輔助輸入（AUX1和AUX2），將任何類型單端或差分信號直接送入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，都可用于測試。

該評估模塊配備了一個(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)和評估的，不用于真實(shí)患者。

評估板AFE4300EVM-PDK主要特性

•支持最多4個(gè)稱重傳感器輸入

•支持四極阻抗測量

•片上測壓元件模擬塊

•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