传统心率监测方法（如光电容积描记PPG）虽然广泛应用于智能手表，但存在一些问题，比如浅层组织信号易受干扰（光照变化、肤色、纹身、运动伪影）、功耗较高等。
因此，作者提出利用低功耗超声波开发一种腕戴式心率监测IoT设备。重点呢，还在器件的选型上面，这次目光来到了我们喜欢的 ST。腕部3个位置：靠近桡动脉（lateral）、中央（central）、靠近尺动脉（medial）。可穿戴的这套比我之前写的靠谱：主控采用商用低功耗ARM Cortex-M4 MCU（STM32L496），自带ADC采集超声回波。 | |
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| 超声脉冲发射模块（Pulser） | |
| 超声信号接收与包络提取模块（Analog Frontend + Envelope Circuit） | |
| MCU采集与处理模块（Microcontroller Unit） | |
搭配低功耗US脉冲器（STHVUP32）和自制模拟包络提取电路，极大降低了采集频率要求。没想到吧？但是手册不全，还是希望有渠道的朋友分享一下复杂的芯片框图，这个经销商应该是没有资料的，需要联系官网 | |
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| 通道数 | |
| 输出电压 | |
| 输出电流 | 每通道±200/400/600/800 mA（可配置） |
| 输出模式 | 3级或5级波形（RTZ，Return-To-Zero） |
| 支持工作模式 | |
| 波束成形 | 支持每通道独立延迟配置，
5ns步进，最大延迟20μs（200MHz时钟） |
| 内存资源 | |
| 集成功能 | 发射接收开关（T/R Switch），钳位到地（Clamping）电路，热保护，过压保护，自偏置电源 |
| 控制接口 | |
| 封装 | 11.5 × 10.5 × 1.35 mm, 168-ball FCBGA封装 |
每个通道内集成了23Ω内阻的T/R开关，支持：发射阶段隔离接收器，防止烧坏接收电路，接收阶段快速切换，允许回波信号无损流向接收器。除了接收啥的有。使用这个芯片：生成10MHz中心频率的方波脉冲（每次5个周期）
时钟：需要10-100MHz工作时钟，由MCU内部PLL输出到外部MCO引脚提供。放在模拟域直接进行包络提取（降低带宽），使超声高频信号可以用普通低采样率ADC采集（节能）。首先是高频放大+高通滤波，输入来自换能器的超声回波信号先通过高通滤波器（R_hp + C_hp）滤除DC成分然后用两个高带宽运放（ADA4807）进行两级放大：但是系统里面的功耗应该是这个放大器占大头，因为带宽太高（GBW = 180MHz），功耗明显过大。当然了论文中也指出：Envelope部分占系统功耗53%！这个是多少，没法算，论文里面也没有给。将微弱回波信号放大到适合后级整流的幅度（比如±几十毫伏放大到±几伏）。两级串联，累计增益可以是几十倍到上百倍。第三颗运放U3作为缓冲器（电压跟随器），隔离负载。同时提供低输出阻抗，防止后面的整流/充放电动作影响前级放大器的反馈环路。最后低通滤波+最终放大：低通滤波（R_lp + C_lp），进一步去除高频噪声。U4 也是一个非反相放大器，适度放大包络信号，使其更适合ADC量化范围（比如0~3.3V）。模拟域包络降低了至少5×带宽，直接使系统能用低速低功耗ADC读取超声信号。这个我也没法算。。。- 每40ms（25Hz PRF）被LPTimer中断唤醒 → 触发脉冲 → ADC启动采样
- 采集满一定Stride数量后，执行DSP算法提取心率
在MCU上实现固定点DSP算法（CMSIS-DSP库优化），整体算法：
总结一下，系统就是两个大芯片，然后就是用了一个检波器，把数据压到 MCU 可以采集的范围里面，感觉是没有把超声波的芯片功能完全发挥出来。平均总功耗：5.8mW（包括超声发射接收、前端模拟电路、DSP处理）算法内存占用仅68kB RAM，处理时延71ms，支持7天连续运行（基于309mAh电池估算）https://arxiv.org/html/2410.16219v1
https://www.analog.com/cn/products/ada4807-1.html
https://arxiv.org/pdf/2410.16219
