TI公司的AFE4300是低成本的衡器和人體成份(BCM)測量模擬前端(AFE)，它集成了兩個單獨的信號鏈，一個用來重量測量，另一個采用16位860sps ADC進行人體成份分析。器件中的三個BCM通路允許對身體手和足間的部分身體阻抗進行分析(BIA)，從而得出人體成份的全圖。器件的工作電壓2 V~3.6 V，主要用于衡器和人體成份測量。

這是一個全面集成的模擬前端，用于體重和身體成分的測量（BCM）。AFE4300是一個易于使用、高精度、低功耗的前端解決方案，工程師可以以此來設計電子秤，包括身體構成測量表、人體阻抗分析儀和阻抗測量設備，采用現有的電子秤多芯片解決方案，可以使產品能更快地推向市場。

AFE4300采用了兩個獨立的信號鏈，一個用于重量測量，另一個用于身體成分的分析，采用一個16位，860sps的模數轉換器（ADC）在它們之間多路傳輸。該設備的三個BCM通道可以進行各部位肢體之間的阻抗分析（BIA），提供了身體組成的一個完整的畫面。

AFE4300也可以通過施加一個正弦電流進入人體，來測量人體的組合物。該正弦電流由內部圖案發生器和一個6位，1Msps DAC產生。其電壓-電流轉換器（在兩個終端之間）將正弦電流輸入人體后。橫跨這兩個端子的電壓是作為身體阻抗的顯示，被測量回來（差分放大器、整流和振幅由16位ADC測量）。

AFE4300的工作電壓為2 V~3.6 V，工作溫度0℃~+70℃，TQFP-80封裝。


圖1 AFE4300功能框圖

圖2 AFE4300衡器前端框圖

AFE4300主要特性

•體重秤前端

–最多支持4個稱重傳感器輸入

–片式測壓元件1.7V激勵電壓用于比例測量

– 68nVrms的輸入參考噪聲（0.1Hz~2MHz）

–最合適的線性度：滿程的0.01％

–體重秤測量：540μA

•身體成分測量前端

–最多支持3個四極復阻抗測量

–6位，1Msps正弦波產生，數模轉換器（DAC）

–375μArms，±20％的激勵源

–動態范圍：0Ω~2.8kΩ

AFE4300應用

•身體成分測量及體重秤



圖3 AFE4300 AC整流器模式的人體成分測量儀(BCM)前端框圖


圖4 評估板AFE4300EVM-PDK框圖

評估板AFE4300EVM-PDK

AFE4300EVM-PDK是一個平臺，用于評估AFE4300設備。AFE4300是一種低成本模擬前端有兩個獨立的信號鏈，一個用于重量測量，另一個用于身體成分的分析。

EVM提供了訪問稱重傳感器終端的路徑，可支持多達4個稱重傳感器輸入的電子秤測量，BCM終端最多可支持4極復雜的阻抗測量。

用戶還可以通過輔助輸入（AUX1和AUX2），將任何類型單端或差分信號直接送入AFE4300。外部支持電路，如負載單元端子的抗混疊網絡、電子秤前端的儀表放大器增益設置的微調、BCM差端子的儀表放大器、測壓元件模擬塊、阻抗模擬塊、時鐘和外部參考電壓，都可用于測試。

該評估模塊配備了一個基于LabVIEW的圖形化用戶界面，使用戶可以輕松地配置設備、捕獲數據，并分析數據。需要注意的是，AFE4300EVM-PDK是用于原型設計和評估的，不用于真實患者。

評估板AFE4300EVM-PDK主要特性

•支持最多4個稱重傳感器輸入

•支持四極阻抗測量

•片上測壓元件模擬塊

•采集數據高達860SPS（數據采集模式）

•基于USB接口的電源和PC應用程序的連接