靜電:可穿戴醫療設備的殺手
時(shí)間:2014-10-09 19:26:35來(lái)源:瀏覽次數:
可穿戴技術(shù)結合生理傳感器就是現在市場(chǎng)上出現的所謂智能手表一類(lèi)的產(chǎn)品。而下一代檢測裝置將戴在身上并監控實(shí)時(shí)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(jīng)能夠測量一個(gè)人走的距離和脈搏了。發(fā)展到如今在鍛煉的過(guò)程中可以利用不顯眼的內衣收集關(guān)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(jīng)十分有用,不過(guò)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(lái)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(gè)光聲光譜,開(kāi)發(fā)了無(wú)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(gè)潛在的弱點(diǎn)。因為這些設備會(huì )直接面臨用戶(hù)產(chǎn)生的靜電,并因為保護不當而使設備無(wú)法操作。事實(shí)上,簡(jiǎn)單的人體接觸就可以導致瞬態(tài)的靜電放電(ESD),基于此,ESD可以通過(guò)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(jìn)入該設備。
半導體制造商們正在不斷努力改進(jìn)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(guò)減少通態(tài)或者動(dòng)態(tài)電阻的提高,進(jìn)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(guò)減少動(dòng)態(tài)電阻來(lái)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(guān)鍵,但是扮演一個(gè)不會(huì )總是干擾電路運行的角色也是至關(guān)重要的。例如在一個(gè)射頻接口(藍牙,zigbee等)或者有線(xiàn)端口,比如USB2.0,靜電保護必須避免使電路產(chǎn)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(huán),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。