医疗设备的开展正在彻底革新家庭医疗保健商场，人们无需脱离家门就能确诊出各种健康状况。技能的开展使得便携式自助护理保健体系成为实际，这些体系能够协助人们监督比如血压、血糖和体温等重要目标。
家庭医疗督查和监督体系能够协助人们掌控自己的健康状况，可是这些医疗设备有必要快速和高效率，并能在最重要的时分确保作业。跟着便携式医疗传感器的开展，更长电池寿数和更小外形尺度的需求对非安排侵略式护理来说变得愈加要害。
医疗丈量设备一般需求整合多种信号调理电路，包含放大器、滤波、参阅源和模数转化器(ADC)等，才干分辩和辨认传感器信号。除了小尺度外，读取传感器输出的模仿电路要求低功率作业也很重要，这样才干供给更长的电池寿数和更多的读取次数。跟着更小更快的模仿IC的上市，经过墙上插座供电的小型、低功率医疗设备也变得越来越盛行。
要求小尺度和低功耗解决方案的医疗设备比如包含血液剖析体系、脉息血氧计、数字X射线和数字体温计等等。
医疗丈量运用的模仿电路
有些医疗丈量需求模仿电路接连运转，并且每秒要取得数千乃至数百万个读数。而有的运用每天仅需求读取一次。就这些偶然性测验而言，模仿电路仅需加一次电进行丈量，然后在一天的剩余时间中一向处于闲暇状况，此刻可令其进入低功率“休眠”形式。
模仿IC的挑选取决于传感器读数的频频程度。模仿电路的中心是将来自传感器的模仿读数终究转化成数字成果的ADC，数字成果可贮存在存储器中或显现在屏幕上。就大多数便携式医疗传感器运用而言，数据转化器的最佳挑选将是逐次迫临型寄存器(SAR)ADC。
挑选这类ADC有许多理由。首要，SAR ADC十分适用于丈量从零赫兹 (安稳状况) 直到几兆赫兹的信号。这些ADC还具有快速响应和低推迟功用，是丈量单个输入或多个输入的抱负挑选。另一个要害因素是功率。与闪存或管线型ADC不同的是，SAR ADC的功耗将随采样率的改动而改动。因而，以每秒1万次采样(10ksps)运转的ADC所需的功耗将低于以100ksps运转的功耗，并且功率节约十分明显。例如，一个以每秒几百万次采样(Msps)速度转化数据的SAR ADC或许耗费几毫安电流，而相同的SAR ADC以1ksps或更低采样率运转时或许仅耗费几十微安电流。
脉息血氧计
脉息血氧计便是获益于SAR ADC为中心的一个医疗运用比如。这种设备用于丈量与患者血液中的血红蛋白适当的血氧含量。脉息血氧计检测动脉中的血液脉动，因而还能核算患者的心律。一对发光二极管(LED)经过患者身体的半透明部分(通常是指尖)对着一个光电二极管。一个光发射器用660nm的波长触发一个赤色LED，一起用940nm的波长触发一个红外线LED。光电二极管接纳这两个信号，并将光致电流通化成电压。然后由ADC丈量这个电压，从而在光经过患者身体后根据每种波长光的吸收率读出血氧百分数(参见图 1)。接下来通常是跨过一个阻隔设备将数字数据发送到数据收集体系进行贮存或在监督器上显现。
图1所示的凌力尔特公司LT6202放大器供给了增益带宽(100MHz)和低压噪声(1.9nV/Hz)的杰出组合，一起仅耗费2.5mA电流。它还具有0.75pA/Hz的低电流噪声，在小信号运用中具有超低的整体噪声和失真功率。这个放大器规则用3V、5V和±5V电源作业。
图1：超小型ADC在脉息血氧计中的运用。
采样LT6202输出的是一个12位3Msps SAR ADC。LTC2366是采样率从100ksps到3Msps、引脚和软件彻底兼容的微型ADC系列成员。这个系列的ADC在3Msps时仅耗费7.8mW功率，在100ksps时为1.5mW，在休眠形式时仅为0.3μW。LTC2366的特点是没有数据经过推迟，因而在同一时钟周期内即可取得采样数据。该器材经过一个3线 SPI/Microwire 兼容接口供给采样成果。
LTC2366选用ThinSOT 6引脚或8引脚封装(8.1mm2)，有助于脉息血氧计的整体解决方案尺度坚持最小。在3Msps时，它具有满足殷实的采样带宽，能够经过放大器和光电二极管电流正确地采样电压。LTC2366在单3V 电源下作业，可由单节锂离子电池、多节AA电池或许期望以低功率运转的墙上供电体系供电。
LTC236x系列共有5 种ADC，包含3Msps的LTC2366、1Msps的LTC2365、500ksps的LTC2362、250ksps的LTC2361和100ksps的LTC2360。上述采样率都是每个ADC的最高采样率。关于不需求以3Msps运转的运用而言，每个LTC236x ADC 可在更低的采样率下进一步节约功率。图2详细描述了3个较低速版别ADC的电源电流与采样率的联系。根据SAR ADC自身内核规划的原因，跟着采样率的减小，功耗将敏捷下降。
图2：LTC236x ADC功耗跟着采样率减小而敏捷下降。
数字 X 射线成像
另一种需求快速ADC的医疗运用实例是数字X射线成像，包含牙科X射线、核算机控制轴向X射线断层摄影术(CAT扫描) 或用于全身扫描的医用核磁共振成像等。X射线设备制造商现在不是将图画贮存在一张胶片上，而是以数字方法贮存数据。医师的办公室或医院不再是在文件柜中贮存不计其数张胶片，而是能够十分简单地将成果贮存到存储器中，并可敏捷查阅患者的病历。
选用数字X射线成像的第二个积极作用是能够给患者带来舒适感。跟着更快的ADC、传感器和信号调理模块的呈现，查看患者酸痛的牙齿或开裂的骨头能够快得多，这意味着患者需求坚持不动的时间短得多。有了更快的X射线查看进程，医师办公室或医院还能够在相同的时间内看更多的患者。
数字X射线一般需求至少12位分辩率和1Msps或更高采样率的ADC。这种ADC有必要有高于或等于刷新率乘以阵列巨细所得数值的采样率。这种运用一般需求多个ADC以分辩来自闪耀体的一切光电二极管或CMOS成像电流。一组光电二极管、放大器和ADC用来对整个阵列采样，如图3所示。当多个ADC放置在一个空间受限的区域内时，有一个具有快速串行数据通讯功用的低功率SAR ADC至关重要。根据73dB信噪比和零数据推迟的LTC2366(3Msps)和LTC2365(1Msps)就十分合适数字 X 射线成像运用。
图3：X 射线成像设备原理示意图。
LTC2366的低功率(3Msps时为7.8mW)意味着，规划师能够运用多个严密相邻的 ADC，而不会使体系变热或许搅扰读数或患者。管线型 ADC 在相同采样率时或许耗费 10倍的功率。
数字体温计
数字体温计是另一个可在家庭或医院用于患者护理的小型且价格不贵的设备。它们答应经过丈量耳膜或放在腋下快速查看患者体温。检测温度并将其转化成数字读数的模仿电路能够适当简略。这种运用常常会用到热敏电阻，即一个随温度改动而改动的电阻，由于它对人体温度具有最高的灵敏度。
LTC2450-1是一个有点儿像SAR ADC的16位delta sigma型ADC，其功率也随采样率改动而改动。这种类型的delta sigma ADC十分合适某些医疗运用。例如，LTC2450-1可直接衔接到一个热敏电阻上(如图4所示)，供给准确的数字温度读数。在这个比如中，一个固定的10kΩ电阻与一个取决于温度并在1kΩ和10kΩ之间改动的热敏电阻串联，答应该ADC丈量宽模仿输入规模。LTC2450-1的输入架构答应它丈量高阻抗传感器，因而能够旁路掉一个放大器。电阻网络与去耦%&&&&&%器可直接衔接到模仿输入端。
图4：低休眠电流的LTC2450-1 ADC十分适用于由电池供电的数字体温计。
LTC2450-1供给极低的电源电流(随温度改动确保最大值为 0.5μA)，使它十分合适用单节电池作业的数字体温计。大多数家用数字体温计都会放在抽屉里，以休眠电流作业，仅偶然需求加电一次。
LTC2450-1供给每秒60个采样的输出速率，这对数字体温计丈量而言满足用了。它选用2mmx2mm封装，经过SPI协议通讯。小封装尺度和直接与热敏电阻衔接的才能使得总的模仿解决方案尺度极小。对那些期望运用2线协议的规划师而言，也有单端和差分I2C 版别可用。
全球人口在继续添加。美国的“婴儿潮”一代现已挨近退休年龄。跟着医疗设备在准确度、本钱和简略性方面的不断改进，家庭医疗护理正在变得愈加简单和愈加快捷。正是从传感器到放大器和ADC的模仿信号链路在协助推进这种改变。而更快速和更低功率的串行ADC将使医疗设备的准确度、速度和易用性得到进一步进步。
