集微網消息，車載方向盤ECG系統可實作對駕駛員心電圖檢測、心律異常檢測、疲勞駕駛以及情緒檢測等及時判斷和預警；車載座椅ECG系統可實作對家人心髒健康的實時監測和關注，同時提供長期心電圖監測的資料有利于增加醫生在心髒疾病醫療診斷的判斷準确性……這些都是車載健康監測技術的典型應用場景。随着智能駕駛座艙的推廣和普及，作為重要組成部分的車載健康監測技術近年來也在快速發展中。然而，車載電磁環境的複雜性以及各種工況（比如速度、颠簸、振動）的多樣性使微弱ECG信号的精準采集面臨更多挑戰，這些因素對ECG系統的硬體和軟體系統都提出了更高的要求。
（車載ECG典型應用框圖）
系統級晶片供應商類比半導體（Analogysemi）最新推出的自主定義車規級ECG模拟前端晶片ADX923Q系列，用于專業的動态心電圖檢測，針對上述車規應用的挑戰因素從硬體層面實作了諸多提升。
随着大資料以及AI智能健康軟體應用的發展，軟體ECG相關的算法在精度、多樣性、可靠性以及雲診斷技術都取得了長足的發展。與之相應的，硬體系統層面也需要更多的創新和突破。
據了解，在ECG 硬體系統中，AFE ECG晶片是整個系統的關鍵，如何設計滿足車載ECG系統的AFE ECG晶片，則需要解決以下幾個重要的問題，包括:
1. 車規應用在溫度上有更高要求 -40°C - 105/125°C (各車企最高溫度要求不同);
2. 車規應用在抗電磁幹擾、ESD防護有更高要求；
3. 車載工況的各種幹擾；
4. 車載ECG系統在幹電極接觸的離手檢測靈敏度;
5. 車規晶片的功能安全設計要求;
6. 車載方向盤電極模組支援L2及以上自動駕駛HOD功能。
據悉，此次類比半導體推出的全新車規級AFE ECG晶片ADX923Q産品能夠滿足上述車載ECG晶片需求。ADX923Q産品基本功能包括：該産品是多通道、同步采樣、24 位、Δ-Σ (ΔΣ) 模數轉換器 (ADC)，具有内置可程式設計增益放大器 (PGA)、内部基準和闆載振蕩器，包含了汽車方向盤、座椅、便攜式、低功耗醫療心電圖 (ECG)、運動和健身應用中通常需要的所有功能。同時，ADX923Q 具有高內建度和卓越性能，能夠以顯著減小的尺寸、功耗和總體成本建立可擴充的醫療儀器系統，其每個通道都有一個靈活的輸入多路複用器，可以獨立連接配接到内部生成的信号，用于測試、溫度和導聯脫落檢測，還可以選擇任何輸入通道配置來導出右腿驅動 (RLD) 輸出信号。
此外，ADX923Q以高達8 kSPS的資料速率運作，可以使用器件内部激勵電流吸收器或電流源在器件内部實作導聯脫落DC檢測，使用内部DDS激勵源實作導聯脫落AC檢測。 ADX923Q 版本還包括完全內建的呼吸阻抗測量功能，ADX923Q版本還包括內建的模拟起搏(PACE)檢測功能，單通道3導檢測功能和可配置低頻噪聲信号濾除功能，且所有器件支援車規功能安全特性需要的故障診斷檢測功能。這些器件采用 4 毫米 x 4 毫米、32 引腳無引線方形扁平封裝 (QFN with Wettable flank) 封裝，工作溫度規定為 –40°C 至 +125°C。
值得一提的是，為應對車規應用上的挑戰，類比ADX923Q在晶片層面做了一系列的設計實作，包括：
1. 産品從工藝、設計、封測、量産都滿足車規級的一系列要求，支援車規功能安全要求并滿足AEC-Q100 Grade1标準。具體來看，該晶片系列的所有PIN ESD HBM 支援+/-4 kV, 電源PIN ESD HBM 達到 +/- 8kV。
2. 改善了輸入阻抗并提高差分阻抗系數；具備64檔DC離手檢測電流選擇，同時晶片DC離手檢測自帶50Hz/60Hz工頻濾除功能，節省軟體工頻濾波開銷。
3. 對于幹電極的檢測挑戰，類比則推出硬體AC離手檢測方案，支援4KHz和500Hz的2種 AC激勵源硬體算法AC檢測，同時支援125Hz到8KHz的軟體AC激勵源軟體算法檢測，另外基于AC離手檢測原理可适用于目前L2及以上自動駕駛HOD檢測。
4. 該系列晶片支援三種可配置的低頻噪聲濾波功能，可濾除大部分工況下的噪聲幹擾。
5. 支援通信ECG資料和裝置指令字CRC校驗，保證通信鍊路傳輸的可靠性；支援PGA輸入超量程檢測，時鐘故障診斷，資料和指令字傳輸出錯診斷，非法指令字檢測，上電晶片故障自檢，輸出PIN 短路地和短路電源檢測，通信逾時複位通信接口和資料幀丢失檢測等功能安全特性。
6. 對于座椅ECG應用，類比半導體創新地引入電極輪轉(ERM)， 使其僅使用單通道ADC即可實作三導ECG資料的采樣監測。
7. 晶片支援深度最大為12的FIFO，具備本地存儲24組ECG資料的能力，可平衡通信和資料處理速率的适配問題，同時減少對μC裝置占用時間。
8. 晶片内置模拟PACE檢測電路，可實作對起搏脈沖信号的檢測，該功能可省去外圍分立起搏電路的元器件，優化闆級電路設計和減少成本。
據悉，目前該産品已和國内多家汽車廠商及Tier1合作，陸續送樣量産中。
（校對/薩米）