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靜電:可穿戴醫療設備的殺手
文章來源: 更新時間:2014/9/27 10:03:00
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可穿戴技術結合生理傳感器就是現在市場上出現的所謂智能手表一類的產品。而下一代檢測裝置將戴在身上并監控實時數據,比如血糖水平等,讓設備在一天內能收集更多的數據。這種方法最初用在腕帶上,而現在腕帶已經能夠測量一個人走的距離和脈搏了。發展到如今在鍛煉的過程中可以利用不顯眼的內衣收集關鍵數據,比如脈搏,呼吸頻率,姿勢,甚至距離。

雖然這些監控數據已經十分有用,不過以后可能還有更大的突破。如果糖尿病人可以不再每天刺好幾次手指來測血糖,用以調整所用胰島素劑量,而是用更好的辦法能更加容易更加頻繁的收集這些重要數據。德國研究人員使用紅外激光光源和一個光聲光譜,開發了無需穿透皮膚測量血液葡萄糖水平的方法。這種方法是非侵入性診斷監測和治療糖尿病的一次革命。

然而,這些可穿戴設備的貼身性也是一個潛在的弱點。因為這些設備會直接面臨用戶產生的靜電,并因為保護不當而使設備無法操作。事實上,簡單的人體接觸就可以導致瞬態的靜電放電(ESD),基于此,ESD可以通過任意傳感器的電路,按鈕,電池充電接口或者數據I/O接口進入該設備。

半導體制造商們正在不斷努力改進元件的ESD保護功能用以提高設備的能力,比如:最敏感的電路可以用低鉗位電壓保護:在靜電放電期間,ESD保護的主要工作是是通過減少通態或者動態電阻的提高,進而疏導和減少盡可能多的靜電放電電流瞬變的可能。這種靜電放電保護方法的原理是通過減少動態電阻來帶走更多的浪涌電流,這樣可以減少集成電路上的電應力并保證電路完好。

低電容可以避免高速傳輸數據的的干擾。雖然保護電路是ESD保護器件的關鍵,但是扮演一個不會總是干擾電路運行的角色也是至關重要的。例如在一個射頻接口(藍牙,zigbee等)或者有線端口,比如USB2.0,靜電保護必須避免使電路產生強度失真或者信號丟失。為了保證信號的完整性,ESD保護電路的靜電電容要在不損害保護的情況下最小化。

在可穿戴設備中要用更小的器件以適應有限的電路板空間,這將使可穿戴醫療設備將逐漸變得更薄、更小(手表,手環,胸帶)或者直接摻入到衣物中,從而使電路板將具有更小空間的ESD保護解決方案。

 
 
 
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