傳統心率監測方法（如光電容積描記PPG）雖然廣泛應用于智能手表，但存在一些問題，比如淺層組織信號易受干擾（光照變化、膚色、紋身、運動偽影）、功耗較高等。
因此，作者提出利用低功耗超聲波開發一種腕戴式心率監測IoT設備。重點呢，還在器件的選型上面，這次目光來到了我們喜歡的 ST。腕部3個位置：靠近橈動脈（lateral）、中央（central）、靠近尺動脈（medial）。可穿戴的這套比我之前寫的靠譜：主控采用商用低功耗ARM Cortex-M4 MCU（STM32L496），自帶ADC采集超聲回波。 | |
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| 超聲脈沖發射模塊（Pulser） | |
| 超聲信號接收與包絡提取模塊（Analog Frontend + Envelope Circuit） | |
| MCU采集與處理模塊（Microcontroller Unit） | |
搭配低功耗US脈沖器（STHVUP32）和自制模擬包絡提取電路，極大降低了采集頻率要求。沒想到吧？但是手冊不全，還是希望有渠道的朋友分享一下復雜的芯片框圖，這個經銷商應該是沒有資料的，需要聯系官網 | |
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| 通道數 | |
| 輸出電壓 | |
| 輸出電流 | 每通道±200/400/600/800 mA（可配置） |
| 輸出模式 | 3級或5級波形（RTZ，Return-To-Zero） |
| 支持工作模式 | |
| 波束成形 | 支持每通道獨立延遲配置，
5ns步進，最大延遲20μs（200MHz時鐘） |
| 內存資源 | |
| 集成功能 | 發射接收開關（T/R Switch），鉗位到地（Clamping）電路，熱保護，過壓保護，自偏置電源 |
| 控制接口 | |
| 封裝 | 11.5 × 10.5 × 1.35 mm, 168-ball FCBGA封裝 |
每個通道內集成了23Ω內阻的T/R開關，支持：發射階段隔離接收器，防止燒壞接收電路，接收階段快速切換，允許回波信號無損流向接收器。除了接收啥的有。使用這個芯片：生成10MHz中心頻率的方波脈沖（每次5個周期）
時鐘：需要10-100MHz工作時鐘，由MCU內部PLL輸出到外部MCO引腳提供。放在模擬域直接進行包絡提?。ń档蛶挘?，使超聲高頻信號可以用普通低采樣率ADC采集（節能）。首先是高頻放大+高通濾波，輸入來自換能器的超聲回波信號先通過高通濾波器（R_hp + C_hp）濾除DC成分然后用兩個高帶寬運放（ADA4807）進行兩級放大：但是系統里面的功耗應該是這個放大器占大頭，因為帶寬太高（GBW = 180MHz），功耗明顯過大。當然了論文中也指出：Envelope部分占系統功耗53%！這個是多少，沒法算，論文里面也沒有給。將微弱回波信號放大到適合后級整流的幅度（比如±幾十毫伏放大到±幾伏）。兩級串聯，累計增益可以是幾十倍到上百倍。第三顆運放U3作為緩沖器（電壓跟隨器），隔離負載。同時提供低輸出阻抗，防止后面的整流/充放電動作影響前級放大器的反饋環路。最后低通濾波+最終放大：低通濾波（R_lp + C_lp），進一步去除高頻噪聲。U4 也是一個非反相放大器，適度放大包絡信號，使其更適合ADC量化范圍（比如0~3.3V）。模擬域包絡降低了至少5×帶寬，直接使系統能用低速低功耗ADC讀取超聲信號。這個我也沒法算。。。- 每40ms（25Hz PRF）被LPTimer中斷喚醒 → 觸發脈沖 → ADC啟動采樣
- 采集滿一定Stride數量后，執行DSP算法提取心率
在MCU上實現固定點DSP算法（CMSIS-DSP庫優化），整體算法：
總結一下，系統就是兩個大芯片，然后就是用了一個檢波器，把數據壓到 MCU 可以采集的范圍里面，感覺是沒有把超聲波的芯片功能完全發揮出來。平均總功耗：5.8mW（包括超聲發射接收、前端模擬電路、DSP處理）算法內存占用僅68kB RAM，處理時延71ms，支持7天連續運行（基于309mAh電池估算）https://arxiv.org/html/2410.16219v1
https://www.analog.com/cn/products/ada4807-1.html
https://arxiv.org/pdf/2410.16219
