肌电传感器
表面肌电 (EMG) 能够以非侵入方式测量肌肉活动,因此有望广泛应用于健康管理、活动量监测和手势输入等领域。尤其是在智能手表、AI 眼镜等可穿戴设备中,随着用户界面以及健康与肌肉活动监测功能不断升级,EMG 传感技术正受到越来越多的关注。
旭化成微电子 (AKM) 推出的用于 EMG 测量的 AFE (模拟前端) “AK05611”,兼具易开发性与分立式架构级别的低噪声性能,即使在运动过程中也能实现稳定的 EMG 测量,从而助力其在可穿戴设备中的应用。
近年来,随着 EMG 传感技术的日益普及,为了实现高精度测量,设计方案通常采用由多个集成电路 (IC) 和元器件组成的分立式结构,但是元器件选型、电路设计以及抗干扰措施等设计工作量是一大难题。此外,在可穿戴设备中,受体动噪声* 的影响,运动过程中的信号采集可能会变得不稳定。
AK05611 将 EMG 测量和生物阻抗 (BioZ) 测量所需的 AFE 功能集成于单芯片之中。在简化系统架构的同时,实现了可媲美分立式架构仪表放大器的 1.23 μVrms 低噪声性能,能够检测小指等细微肌肉动作。以往需要通过分立式架构实现的高性能 EMG 传感,如今可通过更简单的架构实现。
此外,AK05611 通过利用 BioZ 信息的 MAC (Motion Artifact Cancellation) 功能,降低体动噪声的影响,即使在运动过程中也能实现稳定的 EMG 测量。
AK05611 支持 I²C 和 SPI 连接,可根据应用需求扩展通道数量。在采用 SPI 连接时,最多可支持 32 个通道,也适用于多点测量。
* 体动噪声:由身体运动引起的噪声。在 EMG 传感中,主要由电极与皮肤接触状态的变化等因素导致。也称为 MA (Motion Artifact) 。
通过 AK05611 与美国初创企业 Aizip 的轻量级 AI 算法相结合,即使仅使用 2 个通道,也能够识别 “Single Tap”、“Double Tap”、“Holding” 和 “Open Hand” 四种手势。
本视频将演示实际手势动作下的肌电信号采集过程,直观呈现 EMG 传感技术的应用场景。
| Part Number | AK05611 | |
|---|---|---|
| EMG Input Referred Noise | [μVrms] | 1.23 |
| BioZ Input Referred Noise | [μVrms] | 0.45 |
| Sampling Frequency | [kHz] | 0.25 to 4 |
| Control I/F | SPI / I2C-bus | |
| Device Package | CSP | |
| Number of Pins | 24 | |
AK05611 Product Brief
English (4 Pages PDF)
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