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基于国产脑电EEG芯片KS1092的穿戴脑电应用

菜鸟
2022-03-24 22:41:46     打赏
     脑科学和脑机接口作为前沿科学已成为多国未来发展的重点。脑电EEG芯片作为脑机接口的核心技术是引领脑科技的“智”高点,而国内在这一技术领域基本属于空白。由于脑电EEG信号十分微弱,幅度在几微伏至百微伏级别,极易受到人体及环境噪声的干扰。因此信号传感采集难度非常大,芯片设计门槛很高。据悉,目前实现脑电EEG信号高精度采集的集成芯片主要被美国TI公司的ADS1299系列垄断。除此之外,鲜有类似的精度级别的芯片问世及商用。


    脑电EEG信号传感专用芯片KS1092,属于一家国内的芯片公司推出的。也是国内首款双通道面向微伏(uV)级脑电信号采集的高集成模拟前端芯片。在噪声抑制、输入阻抗、以及低功耗和集成设计方面具有国际一流的水准。据悉改款芯片(KS1092)内部集成了低噪声放大器、滤波器、内部基准和高精度低压降线性稳压电源,和参考偏置电路。芯片具有低至1µV的等效输入噪声和约100dB的共模噪声抑制能力,并可通过SPI接口灵活配置360-2720的放大倍数。在噪声抑制能力及灵活的大范围放大倍数加持下,可精确地实现微伏级脑电EEG信号采集,并对原始信号进行放大滤波处理。


    KS0192具有内置的精密电源,支持1.8-3.6V范围的电源输入。双通道动态功耗约200uA,采用3 mm * 3 mm、20引脚QFN封装,并具有±4 kV HBM ESD等级。基于KS1092的高的集成度,其应用方案外围元件少可节省板级电路的面积和BOM成本。


    KS1092芯片的高输入阻抗支持金属干电极下的信号采集。凭借其高精度、低功耗、高集成度以及支持干电极输入等性能,此款芯片可应用于个性化穿戴脑电EEG采集,如脑疾病监测、脑机接口、脑电注意力训练、脑电睡眠监测、意念控制、脑控玩具、人机交互娱乐等应用场景。





关键词: 脑电芯片     EEG芯片     脑电传感器     脑机接口     KS1    

工程师
2022-03-25 08:53:45     打赏
2楼

这样的芯片极其少见,还是国产的。牛!


工程师
2022-03-25 09:07:57     打赏
3楼

不知道性能如何?


工程师
2022-03-25 09:15:26     打赏
4楼

楼主能放出规格书来看看吗? 应用电路复杂吗?


菜鸟
2022-03-25 11:22:30     打赏
5楼

从介绍资料看这个搞穿戴头环类产品还是不错的,这是某宝的介绍资料:

https://item.taobao.com/item.htm?spm=a2oq0.12575281.0.0.50111debYTnN7E&ft=t&id=621886983356


KS1092芯片介绍

   KS1092是深圳芯森微电子有限公司(芯森微® /Kingsense® ) (www.ks-chip.com) 推出的一款用于脑电(EEG)和其他微弱的电信号测量的双通道高精度低功耗模拟前端芯片。

    KS1092内部集成了低噪声放大器、滤波器、驱动电极(参考电极)、内部基准和低压降线性稳压器。芯片能够在噪声环境下,精确地提取微弱的生物电信号,并进行放大滤波处理。结合低功耗模数转换器(ADC)或嵌入式微控制器(MCU)能够轻松地获取高精度的脑电EEG信号。
    KS1092可通过SPI接口灵活配置信号放大倍数,以满足不同应用的需求。芯片还具有快速恢复功能,使得电极连接到测量对象后,能够很快地获取到有效的测量信号。
    KS1092为了进一步提高系统线路频率和其他不良干扰的共模抑制性能,芯片内置有反馈放大器,用于信号获取时的参考电极。
    KS1092采用了输入阻抗增强设计技术,以满足适用于高阻抗电极下的信号获取。使得应用场景可扩展至有别于传统导电胶电极的脑电采集,支持金属干电极条件下的脑电EEG信号获取。
    KS1092凭借其高的集成度,使得应用方案的外围元器件少(小于5个),极大节省了板级电路的面积和BOM成本。
    KS1092采用3 mm * 3 mm、20引脚QFN封装。额定温度范围为0°C至70°C,能在−40℃至+85℃的范围内工作。 

 

芯片电气特性:
  #低输入参考噪声:<1 μVrms;
  #共模抑制比:~100dB (DC ~ 220 Hz);
  #多档可程控信号增益配置:360 ~ 2720倍;
  #内置带通滤波器,带宽:0.05~ 220 Hz;
  #低电源电流:单通道~140 μA,双通道210 μA;
  #集成电极驱动电路;
  #支持快速基线恢复功能;
  #单电源供电:1.8 V~3.6 V(典型);
  #内部集成1.8V 精准LDO;
  #集成SPI通讯接口;
  #数字IO兼容1.8 V~3.6 V;
  #±4 kV HBM ESD额定值;
  #关断模式,电源电流 < 0.1 μA;
  #支持DC耦合输入;
  #支持金属干电极信号采集;
  #20引脚QFN-20 (3mm*3mm) 封装;
  #工作温度:-40 ~ +85℃;

 

芯片优势特点:
  #微伏级高精度信号采集;
  #支持金属干电极;
  #微瓦级动态功耗续航时间长;
  #集成度高BOM元件少(外围少于5个);

 

芯片应用场景:
  #可穿戴、便携式脑电波EEG设备;
  #脑机接口(BCI)设备,如脑电图头盔、脑控设备、耳机等;
  #注意力/冥想训练;
  #睡眠监测;
  #脑功能/脑电波EEG科学研究,多通道脑电波EEG设备;
  #其他微伏/毫伏级微弱信号检测;

 

         

                                 基于KS1092的前额脑电EEG-金属电极产品效果

                  

         

                                    基于KS1092的前额脑电EEG-金属电极采集效果

 

           

                                                      芯片封装信息图

 

     

                                          KS1092引脚及参考外围元件



专家
2022-03-25 13:01:05     打赏
6楼

看看


专家
2022-03-25 14:51:48     打赏
7楼

谢谢分享


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