科技日报记者 刘霞
韩国大邱庆北科学技术学院研究团队开发出全球首款“时间交织三阶噪声整形逐次逼近型模数转换器”半导体芯片。该芯片能够同步测量多种生物信号，包括心脏电生理活动和记录肌肉静息或收缩细节等。团队近日在美国檀香山举行的IEEE超大规模集成电路国际研讨会上发表了相关论文。
智能手表等可穿戴设备要精准测量多种生物信号，必须同时满足几项苛刻要求：具备超高输入电阻，即便使用干电极或非接触式电极，且皮肤干燥、接触不良，信号也不会丢失；拥有宽输入范围，能避免剧烈运动引起的信号失真；还要实现长期运行所需的超低功耗。然而，传统芯片方案很难在单一芯片中兼顾所有上述条件。
团队提出一种新颖的架构来应对这一挑战。在该架构中，功耗大、面积大的电路模块由多个通道共享，每个通道仅留必不可少的局部电容组。这一方式大幅缩减了多通道系统所需的芯片面积与功耗，成就了超紧凑、超低功耗的芯片。
这项研究提供了一种核心设计方法，能将可穿戴设备的所有关键需求集成于一枚超紧凑半导体芯片之中。全新的半导体架构可在实现超紧凑尺寸、超低功耗与高性能的同时，即便处于各种运动状态、电极接触状况不断变化的可穿戴场景下，依旧保持稳定工作。这款芯片有望广泛应用于长期健康监测、下一代数字医疗器械及高精度医疗设备等诸多领域。
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