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可穿戴产品有很多局限性,传感器制造面临挑战

时间:2024-05-22 12:20:49 科技赋能

可穿戴传感器设备生产的挑战在于,在实验室验证的技术需要在实际应用环境中实现,这些环境小、热、脏、有很多的电子噪音。

这考验了模拟集成电路制造商的能力,并对他们提出了要求:   ● 更高的集成度和小型化 ● 更低的能耗 ● 更高的灵敏度 ● 更多的应用专业知识 举个例子来说明情况:手势感应是可穿戴设备的常见功能很快就会需要,因为它消除了产品表面上的按钮的需要。

手势控制电路可以包含两个或更多个红外LED和红外光电二极管。

当用户的手经过发光二极管时,可以通过分析反射到光电二极管的红外光来识别手势。

可穿戴手势传感器的应用对环境具有挑战性,因为红外光传感器会受到大量噪声的影响。

可穿戴设备经常暴露在环境光下,其中可能包含红外亮度。

此外,设备表面的传感器窗口可能会被用户的汗水和油、灰尘和污垢等污染物遮挡。

为了清楚地区分环境光中的红外线和发光二极管反射的红外线,光电传感器必须非常灵敏,这需要先进的模拟半导体技术。

同时,可穿戴传感器设备体积小、重量轻。

高度集成的半导体设计有助于实现小型化要求,以适应可穿戴传感器设备所需的规格。

光电二极管、模拟前端和处理器核心可以组合起来在单个芯片上实现完整的手势控制系统。

换句话说,在可穿戴传感器设备上实现手势控制系统不能简单地在设备的小电路板上安装红外发光二极管和红外光电二极管,而是需要硬件和应用软件的结合。

系统中的元素相互作用;例如,光电二极管的灵敏度会影响 LED 的规格以及解释原始测量数据的软件的操作。

系统的质量,即快速可靠地识别手势的能力,既取决于应用软件,也取决于传感器硬件。

可穿戴传感器设备制造商也越来越倾向于特定的传感器系统而不是传感器组件。

为了赢得市场,模拟芯片制造商必须提供成熟的应用算法和应用软件来支持传感器硬件。

其他便携式应用程序也是如此。

例如,在脉搏血氧仪的应用中,当它压迫用户的血管时,可以通过感应LED光来测量血氧水平。

同样,软件用于解释原始测量数据并将其转换为准确的血氧测量值。

即使传感器被油脂、灰尘或汗水污染,或者周围有环境光,最终结果也不会受到影响。