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IPA1299至为芯替代ADS1299的脑机接口芯片

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英集芯IPA1299是一款多通道低噪声的脑机接口芯片,完全兼容TI公司ADS1299的引脚定义,是ADS1299等进口芯片的理想替代方案。采用24位Δ-Σ模数转换器(ADC),支持250SPS至16kSPS的采样率。多达8个低噪声可编程增益放大器 (PGA)。采用差分输入结构,可抑制共模噪声。内置了电磁干扰(EMI)滤波器,有助于减少电源噪声和外部干扰。通过菊花链配置,单个系统可串联多个IPA1299器件,轻松扩展至32通道脑电监测,同时减少外围元件需求,缩小设备尺寸,降低功耗与BOM成本。



一、技术特点:面向医疗级需求,提升行业技术水平
IPA1299是一款8通道低噪声24位同步采样Δ-Σ模数转换器(ADC)芯片,适用于颅外脑电图(EEG)、心电图(ECG)及肌电图(EMG)等应用。其技术特点主要体现在以下方面:
1、功能兼容,支持平滑替换
IPA1299在封装与功能上兼容TI ADS1299的48引脚QFN封装,覆盖ADS1298的主要特性,支持250SPS至16kSPS采样率,集成可编程增益放大器(PGA)、内部基准与振荡器。设备厂商可在不修改原有电路设计的基础上进行替换,有助于缩短研发周期。
2、支持高精度信号采集,适应医疗应用要求
脑电信号幅值较小(0.5μV至100μV),易受环境干扰。IPA1299采用低噪声设计,输入参考噪声密度典型值为0.5μVrms,1kHz带宽下总噪声低于1μVrms,动态范围支持±50mV至±500mV,可适配1kΩ至100kΩ电极阻抗。实验室测试显示,其在0.1Hz至100Hz频段内信噪比(SNR)可达75dB。芯片还集成12位ADC用于电池电压和电流监测,有助于提升设备可靠性。
3、支持多通道扩展与低功耗运行,适配便携设备
通过菊花链配置,单个系统可串联多个IPA1299,支持扩展至32通道脑电监测,同时减少外围元件需求。其24位ADC有效位数(ENOB)为21.5位,支持多档可变采样率,可适应胎儿心电图、睡眠研究等不同场景。功耗方面,工作电流为200μA,休眠模式电流为15μA,并具备动态电源管理功能,可根据采样率和通道数量调节功耗,有助于延长便携设备续航时间。



二、国产化进程:助力提升供应链稳定性
脑机接口芯片市场目前仍以国际厂商为主,国内设备厂商面临以下常见情况:
1、芯片成本对设备整体成本影响较大;
2、供应链受国际环境变化存在不确定性;
3、技术迭代与定制化开发存在一定限制。



IPA1299以国产化为方向,提供以下支持:
1、具有竞争力的成本:相比进口芯片,IPA1299系列(8/6/4通道版本)在价格上具备一定优势,可帮助设备厂商优化硬件成本。
2、供应链稳定性提升:英集芯作为国内上市公司,拥有自主生产能力,可提供相对稳定的供货支持。
3、本地化技术服务:从芯片选型到设备调试,英集芯技术团队可提供参数调整与协议开发支持,协助推进国产化替换。



三、应用场景:涵盖医疗与消费电子领域
IPA1299凭借其性能与灵活性,已在多类设备中得到应用:
1、胎儿心电图监测:通过信号采集,辅助监测胎儿心脏活动。
2、睡眠研究设备:结合多通道脑电采集,用于睡眠阶段分析。
3、脑机接口(BCI)系统:作为信号前端处理组件,支持意念控制、神经反馈等应用的开发。有科研团队采用IPA1299搭建非侵入式脑机接口实验平台,进行运动意图解码研究。
4、便携式脑电监测仪:依托低功耗设计,适用于家庭健康监测与远程医疗场景。
5、消费电子集成:可与TWS耳机充电仓、无线充电器等芯片协同设计,促进脑电技术在可穿戴设备中的应用探索。



四、生态合作:构建从芯片到系统的支持体系
围绕IPA1299的应用,已初步形成以下合作体系:
1、算法配合:合作开发滤波、降噪及脑电信号识别算法,提供API接口以支持数据分析。
2、参与标准建设:积极加入UFCS融合快充等相关国家标准讨论,推动医疗电子领域的规范发展。
3、产业协作:与上下游企业共同探讨脑机接口技术联盟建设,围绕数据格式、接口协议、安全与伦理等议题开展交流。



五、行业展望:国产芯片的发展与未来
在“健康中国2030”规划引导下,医疗电子设备国产化趋势逐渐明显。英集芯IPA1299以国产化、成本优化与功能兼容为特点,为设备厂商提供了一条可行的国产化路径,在成本控制、供应链支持与技术适配等方面具有一定价值。
随着脑机接口技术在医疗康复、教育娱乐、军事安防等领域的应用拓展,国产芯片的进步有望为行业带来更多选择。英集芯表示,将继续投入脑机接口技术研发,在信号解码、植入式芯片等方向开展探索,为用户提供更多国产解决方案。



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