AFE4405 [TI]
适用于可穿戴设备光学心率监测和生物传感且具有 FIFO 的超小型集成式 AFE
| 型号： | AFE4405 |
| 厂家： | 
TEXAS INSTRUMENTS |
| 描述： | 适用于可穿戴设备光学心率监测和生物传感且具有 FIFO 的超小型集成式 AFE 先进先出芯片 |
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AFE4405
ZHCSF13C –APRIL 2016–REVISED JULY 2019
适用于可穿戴设备光学心率监测和生物检测且具有 FIFO 的AFE4405超小型
集成式 AFE
1 特性
2 应用
1
•
发送器：
•
•
•
•
•
光学心率监测 (HRM)（可穿戴设备和可听设备）
心率变异分析 (HRV)
血氧饱和度 (SpO2) 测量
最大耗氧量 (VO2 Max)
卡路里消耗
–
–
–
支持共阳极 LED 配置
动态范围：100dB
8 位可编程 LED 电流最高达 50mA（可扩展至
100mA）
–
–
可编程 LED 接通时间
3 说明
同时支持 3 个 LED，适用于优化型血氧饱和度
(SpO2) 测量、心率监测 (HRM) 或多波长 HRM
AFE4405 是一款面向光学生物检测 应用的模拟前端
(AFE)，例如心率监测 (HRM) 和血氧饱和度 (SpO2) 测
量。该器件支持三个开关发光二极管 (LED) 和最多两
个光电二极管。光电二极管的电流通过互阻抗放大器
(TIA) 转换为电压，并使用模数转换器 (ADC) 进行数字
化。ADC 编码可存储到深度可编程的 234 采样先入先
出 (FIFO) 存储块。FIFO 深度可进行适当分区，以满
足某些相位必须存储的需求。FIFO 的内容可使用 I2C
或 SPI 接口读出。这款 AFE 还配有带 8 位电流控制的
全集成 LED 驱动器。该器件具有宽动态范围的发送和
接收电路，有助于感测超小信号电平。
•
接收器：
–
–
支持两路时分复用光电二极管输入
以 24 位二进制补码格式表示光电二极管的电流
输入
–
TIA 输入端的独立直流偏移减法 DAC
（±15.75µA 范围），用于每个 LED 和环境
–
–
–
–
ADC 输出端的数字环境减法
互阻抗增益：10kΩ 至 2MΩ
动态范围：100dB
动态节能模式，可使接收器电流降至 200µA
•
•
•
脉冲频率：5SPS 至 1000SPS
灵活的脉冲排序和定时控制
灵活的时钟选项：
如需完整数据表或其他设计资源，请点击：请求
AFE4405
器件信息(1)
–
外部时钟：
4MHz 至 60MHz 输入时钟
器件型号
AFE4405
封装
封装尺寸（标称值）
–
内部时钟：4MHz 振荡器
DSBGA (30)
2.60mm x 2.10mm
•
采样深度为 240 的 FIFO：
(1) 如需了解所有可用封装，请参阅产品说明书末尾的可订购产品
附录。
–
可针对各相编程设定分区
I2C、SPI 接口：可通过引脚进行选择
•
•
•
•
简化方框图
工作温度范围：-20°C 至 +70°C
TX_SUP
2.6mm × 2.1mm DSBGA 封装，0.4mm 间距
LED1
TX1
LED2
TX2
LED3
TX3
RX_SUP
TX_SUP
电源：Rx：2V 至 3.6V；Tx：3V 至 5.25V；
IO：1.8V 至 3.6V
LDO
Offset
DAC
INP
INM
CF
ILED
FIFO
PD1
I2C_SPI_SEL
RF
SPI Interface
I2C Interface
SPI, I2
Interface
C
Noise-
Reduction
Filter (x4)
+
TIA
RF
ADC
RESETZ
INP2
INM2
ADC_RDY
PD2
Timing Engine
PROG_OUT1
CF
4-MHz Oscillator
CLK
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1
本文档旨在为方便起见，提供有关 TI 产品中文版本的信息，以确认产品的概要。 有关适用的官方英文版本的最新信息，请访问 www.ti.com，其内容始终优先。 TI 不保证翻译的准确
性和有效性。 在实际设计之前，请务必参考最新版本的英文版本。
English Data Sheet: SBAS768
AFE4405
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4 修订历史记录
注：之前版本的页码可能与当前版本有所不同。
Changes from Revision B (May 2016) to Revision C
Page
•
更改了机械封装 图像 .............................................................................................................................................................. 5
Changes from Revision A (May 2016) to Revision B
Page
•
已添加 请求完整数据表的链接................................................................................................................................................ 1
Changes from Original (April 2016) to Revision A
Page
•
已发布至生产 .......................................................................................................................................................................... 1
2
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5 器件和文档支持
5.1 接收文档更新通知
要接收文档更新通知，请导航至 TI.com.cn 上的器件产品文件夹。单击右上角的通知我 进行注册，即可每周接收产
品信息更改摘要。有关更改的详细信息，请查看任何已修订文档中包含的修订历史记录。
5.2 社区资源
The following links connect to TI community resources. Linked contents are provided "AS IS" by the respective
contributors. They do not constitute TI specifications and do not necessarily reflect TI's views; see TI's Terms of
Use.
TI E2E™ Online Community TI's Engineer-to-Engineer (E2E) Community. Created to foster collaboration
among engineers. At e2e.ti.com, you can ask questions, share knowledge, explore ideas and help
solve problems with fellow engineers.
Design Support TI's Design Support Quickly find helpful E2E forums along with design support tools and
contact information for technical support.
5.3 商标
E2E is a trademark of Texas Instruments.
All other trademarks are the property of their respective owners.
5.4 静电放电警告
ESD 可能会损坏该集成电路。德州仪器 (TI) 建议通过适当的预防措施处理所有集成电路。如果不遵守正确的处理措施和安装程序 , 可
能会损坏集成电路。
ESD 的损坏小至导致微小的性能降级 , 大至整个器件故障。 精密的集成电路可能更容易受到损坏 , 这是因为非常细微的参数更改都可
能会导致器件与其发布的规格不相符。
5.5 Glossary
SLYZ022 — TI Glossary.
This glossary lists and explains terms, acronyms, and definitions.
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6 机械、封装和可订购信息
以下页面包含机械、封装和可订购信息。这些信息是指定器件的最新可用数据。数据如有变更，恕不另行通知，且
不会对此文档进行修订。如需获取此数据表的浏览器版本，请查阅左侧的导航栏。
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AFE4405
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PACKAGE OUTLINE
YZ0030-C01
DSBGA - 0.5 mm max height
SCALE 5.000
DIE SIZE BALL GRID ARRAY
2.095
2.035
A
B
BALL A1
CORNER
2.595
2.535
0.5 MAX
C
SEATING PLANE
0.05 C
BALL TYP
0.19
0.13
1.6
TYP
0.85
F
E
D
C
B
A
2
TYP
SYMM
0.4
TYP
1
2
3
4
5
0.25
0.21
30X
PKG
0.015
C A B
0.4 TYP
4222550/D 07/2019
NOTES:
1. All linear dimensions are in millimeters. Any dimensions in parenthesis are for reference only. Dimensioning and tolerancing
per ASME Y14.5M.
2. This drawing is subject to change without notice.
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5
AFE4405
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EXAMPLE BOARD LAYOUT
YZ0030-C01
DSBGA - 0.5 mm max height
DIE SIZE BALL GRID ARRAY
(0.85)
(0.4) TYP
30X ( 0.23)
(0.4) TYP
1
3
2
4
5
A
B
C
PKG SYMM
D
E
F
PKG
LAND PATTERN EXAMPLE
SCALE:30X
( 0.23)
METAL
0.05 MAX
0.05 MIN
METAL UNDER
SOLDER MASK
(
0.23)
SOLDER MASK
OPENING
SOLDER MASK
OPENING
NON-SOLDER MASK
DEFINED
(PREFERRED)
SOLDER MASK
DEFINED
SOLDER MASK DETAILS
NOT TO SCALE
4222550/D 07/2019
NOTES: (continued)
3. Final dimensions may vary due to manufacturing tolerance considerations and also routing constraints.
See Texas Instruments Literature No. SNVA009 (www.ti.com/lit/snva009).
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EXAMPLE STENCIL DESIGN
YZ0030-C01
DSBGA - 0.5 mm max height
DIE SIZE BALL GRID ARRAY
(0.85)
(0.4) TYP
30X ( 0.25)
(R0.05) TYP
(0.4) TYP
4
5
1
2
3
A
B
C
D
METAL
TYP
PKG SYMM
E
F
PKG
SOLDER PASTE EXAMPLE
BASED ON 0.1 mm THICK STENCIL
SCALE:35X
4222550/D 07/2019
NOTES: (continued)
4. Laser cutting apertures with trapezoidal walls and rounded corners may offer better paste release.
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7
重要声明和免责声明
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PACKAGE OPTION ADDENDUM
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10-Dec-2020
PACKAGING INFORMATION
Orderable Device
Status Package Type Package Pins Package
Eco Plan
Lead finish/
Ball material
MSL Peak Temp
Op Temp (°C)
Device Marking
Samples
Drawing
Qty
(1)
(2)
(3)
(4/5)
(6)
AFE4405YZR
ACTIVE
DSBGA
YZ
30
3000 RoHS & Green
SNAGCU
Level-1-260C-UNLIM
-20 to 70
AFE4405
(1) The marketing status values are defined as follows:
ACTIVE: Product device recommended for new designs.
LIFEBUY: TI has announced that the device will be discontinued, and a lifetime-buy period is in effect.
NRND: Not recommended for new designs. Device is in production to support existing customers, but TI does not recommend using this part in a new design.
PREVIEW: Device has been announced but is not in production. Samples may or may not be available.
OBSOLETE: TI has discontinued the production of the device.
(2) RoHS: TI defines "RoHS" to mean semiconductor products that are compliant with the current EU RoHS requirements for all 10 RoHS substances, including the requirement that RoHS substance
do not exceed 0.1% by weight in homogeneous materials. Where designed to be soldered at high temperatures, "RoHS" products are suitable for use in specified lead-free processes. TI may
reference these types of products as "Pb-Free".
RoHS Exempt: TI defines "RoHS Exempt" to mean products that contain lead but are compliant with EU RoHS pursuant to a specific EU RoHS exemption.
Green: TI defines "Green" to mean the content of Chlorine (Cl) and Bromine (Br) based flame retardants meet JS709B low halogen requirements of <=1000ppm threshold. Antimony trioxide based
flame retardants must also meet the <=1000ppm threshold requirement.
(3) MSL, Peak Temp. - The Moisture Sensitivity Level rating according to the JEDEC industry standard classifications, and peak solder temperature.
(4) There may be additional marking, which relates to the logo, the lot trace code information, or the environmental category on the device.
(5) Multiple Device Markings will be inside parentheses. Only one Device Marking contained in parentheses and separated by a "~" will appear on a device. If a line is indented then it is a continuation
of the previous line and the two combined represent the entire Device Marking for that device.
(6)
Lead finish/Ball material - Orderable Devices may have multiple material finish options. Finish options are separated by a vertical ruled line. Lead finish/Ball material values may wrap to two
lines if the finish value exceeds the maximum column width.
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provided by third parties, and makes no representation or warranty as to the accuracy of such information. Efforts are underway to better integrate information from third parties. TI has taken and
continues to take reasonable steps to provide representative and accurate information but may not have conducted destructive testing or chemical analysis on incoming materials and chemicals.
TI and TI suppliers consider certain information to be proprietary, and thus CAS numbers and other limited information may not be available for release.
In no event shall TI's liability arising out of such information exceed the total purchase price of the TI part(s) at issue in this document sold by TI to Customer on an annual basis.
Addendum-Page 1
PACKAGE MATERIALS INFORMATION
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31-Jul-2019
TAPE AND REEL INFORMATION
*All dimensions are nominal
Device
Package Package Pins
Type Drawing
SPQ
Reel
Reel
A0
B0
K0
P1
W
Pin1
Diameter Width (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Quadrant
(mm) W1 (mm)
AFE4405YZR
DSBGA
YZ
30
3000
180.0
8.4
2.16
2.66
0.6
4.0
8.0
Q1
Pack Materials-Page 1
PACKAGE MATERIALS INFORMATION
www.ti.com
31-Jul-2019
*All dimensions are nominal
Device
Package Type Package Drawing Pins
DSBGA YZ 30
SPQ
Length (mm) Width (mm) Height (mm)
210.0 185.0 35.0
AFE4405YZR
3000
Pack Materials-Page 2
重要声明和免责声明
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担保。
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