隨著德州儀器（TI）自身技術的突飛猛進，無論是對于大到MRI、CT、X光的醫療影像設備，還是小到血壓計、血氧儀、計步器的便攜式保健和健身設備，TI都有廣泛的優秀產品應用其中。近幾年，TI更是把各種技術優勢進行整合，推出了很多針對醫療領域的專用集成芯片（ASSP）。例如，針對ECG和EEG的ADS192x，用于體溫計的MSP430L110，針對識別產品的BQ2026（可用于脈搏血氧、ECG以及血糖儀等應用）。

    近日，TI舉辦了一場新品發布會，地點選在了雍和宮對面的京兆尹，這個地方讓人有一種去感悟養身之道、注重健康的沖動。發布會的主角是首款集成了體重計和體成分測量兩種功能的模擬前端AFE4300，TI中國區高性能模擬產品業務發展經理宋浩然向記者詳細介紹了這款產品。

圖1  TI中國區高性能模擬產品業務發展經理宋浩然 

   宋經理首先解釋了TI為什么會在這兩個專用醫療領域開發不同的產品，并且一代一代地更新產品：“首先，TI有技術優勢，大家都很清楚，TI有很多IP產品組合，例如處理器和高性能模擬產品。其次，TI有系統和設計優勢，尤其是在集成型SoC、優化成本和性能方面TI有獨到的優勢。另外，現在很多產品的開發都是以市場為導向，因為TI看到消費類醫療是非常重要的一個增長部分，所以，我們的產品在醫療方面可以朝著幫助客戶優化解決方案的方向發展。在醫療領域，TI更多的產品不是那種通用型產品，而是ASSP，也可以理解為模擬前端AFEx，這是TI在醫療領域后續發展的方向。”

    新的模擬前端AFE4300的市場前景十分樂觀。體重計其實再普通不過了，而隨著醫療和保健的開發，越來越多的新體重計會增加對我們人體成分的測量，或者說對人體脂肪含量的測量，它需要增加這些額外的功能。很多人在健身之后，需要進行稱體重包括對脂肪含量的測量，它會越來越智能，因此對芯片的要求也越來越苛刻。

    AFE4300是怎樣測量人體成分的呢？宋經理進行了詳細闡述：“ AFE4300可以測量手到手、腳到腳甚至從手到腳之間，也就是人體四肢任何兩個分支之間的阻抗。首先，它產生一個正弦波形去激勵人體，把正弦波形加在兩個測量點上，由于正弦波是一個交流信號，隨著人體成分（人體脂肪）的不同，它的阻抗是不同的。而另外一個通道會采樣和分析人體阻抗（它并不是一個純的電阻形式，它還含有電感和電容，實際上是一個復合的阻抗），通過芯片內部的IQ分離和濾波，再通過一定的數字運算，得到了I和Q信號，這樣就得到了兩個測量點間的阻抗大小，可以在一定程度上反映人體成分。大家可以看到，對體成分前端的測量相對而言比較復雜，它包括四極測量技術和復數阻抗測量技術。當然，我們這個AFE4300只是把人體的阻抗數字化，并進行IQ分離，后續的工作交給MCU或者DSP進行處理。例如顯示、到底多少阻抗配備多少的脂肪含量等。”

    AFE4300內部結構圖如圖2所示。AFE4300 集成了兩個單獨的信號鏈，一個針對重量測量，另一個針對身體成分分析，二者之間采用16 bit 860 S/s 模數轉換器(ADC) 進行多路復用。AFE4300的主要優勢有：（1）高精度。AFE4300 的四極(tetra-polar) 測量技術可消除電極阻抗對準確度的影響。該器件的3 個BCM 通道可在手到手、腳到腳甚至從手到腳的整個身體間實現分段阻抗分析(BIA)，提高整體測量精度。該器件還提供使用生物阻抗光譜(BIS) 準確測量細胞外液(ECW) 和細胞內液(ICW) 的選項。（2）極低功耗.AFE4300 流耗低于1 mA，電源電壓范圍在2 V ~ 3.6 V 之間，可延長電池使用壽命。（3）小體積。采用12 mm×12 mm TQFP-80 封裝。此外，由于它是一個完整的前端解決方案，可以加快產品上市時間。

    以市場為導向的AFE4300，雖然功能多、內部結構復雜，但是既然工程師們可以使用它來更加方便地設計產品，為什么不趕快行動呢？