Szybkie wykorzystanie danych biometrycznych, biologicznej informacji zwrotnej i świadomości sytuacyjnej w środowiskach immersyjnych

Monitorowanie S_pO₂ i częstości akcji serca

Projektantom, którzy muszą wdrożyć monitorowanie SPO2 i częstości akcji serca, firma Analog Devices oferuje projekt referencyjny MAXREFDES220#, który dostarcza wielu elementów potrzebnych do szybkiego opracowania rozwiązania prototypowego, w tym:

• Zintegrowany moduł pulsoksymetru z pomiarem częstości akcji serca MAX30101. Moduł ten zawiera wbudowane diody LED, fotodetektory, elementy optyczne, wysokowydajny analogowy układ front-end (AFE) i inne niskoszumowe komponenty elektroniczne oraz możliwość eliminacji światła z otoczenia.
• Koncentrator czujników biometrycznych MAX32664 przeznaczony do użytku z urządzeniem MAX30101. Zawiera algorytmy do wdrożenia monitorowania SPO2 i częstości akcji serca oraz posiada interfejs I2C do komunikacji z jednostką mikrokontrolera hosta (MCU). Algorytmy obsługują również układ całkujący przyspieszeniomierza do korekcji ruchów.
• Przyspieszeniomierz trójosiowy ADXL362, który pobiera mniej niż 2µA przy szybkości transmisji danych wyjściowych 100Hz i 270nA w trybie wybudzania wyzwalanego ruchem.

Klasa D dla dźwiękowej informacji zwrotnej

Informacja zwrotna w postaci dźwięku umożliwia zaawansowane interakcje z użytkownikami. Może też obniżyć komfort użytkownika, jeśli jakość dźwięku jest niska. Efektywne i sprawne wykorzystanie mikrogłośników stosowanych w typowych urządzeniach ubieralnych i środowiskach VR/MR/AR/XR jest naznaczone pewnymi trudnościami. Jednym ze sposobów rozwiązania tego problemu jest użycie wysokosprawnego, inteligentnego wzmacniacza klasy D z wbudowaną przetwornicą podwyższającą i skalowaniem napięcia, w celu zwiększenia sprawności przy niskiej mocy wyjściowej. Zintegrowana funkcja inteligentnego wzmocnienia może zwiększyć poziom ciśnienia akustycznego (SPL), a także poprawić przenoszenie basów, zapewniając bogatszy i bardziej realistyczny dźwięk.

Projektowanie inteligentnego wzmocnienia to złożony proces, ale dostępne są wzmacniacze z wbudowanymi cyfrowymi procesorami sygnałowymi (DSP), które automatycznie stosują inteligentne wzmocnienie i zapewniają lepsze parametry działania głośników, w tym pomiar prądu i napięcia (IV) w celu kontrolowania mocy wyjściowej i zapobiegania uszkodzeniom głośników. Dzięki inteligentnemu wzmocnieniu mikrogłośniki mogą bezpiecznie zapewnić wyższy poziom ciśnienia akustycznego (SPL) i lepsze przenoszenie basów. Dostępne są zintegrowane rozwiązania, które zapewniają zwiększenie poziomu ciśnienia akustycznego (SPL) o 6-8dB i wydłużają przenoszenie basów do jednej czwartej częstotliwości rezonansowej (ilustracja 3).

Ilustracja 3: Inteligentne wzmocnienie wg projektu klasy DG pozwala na bezpiecznie i wydajnie obsługiwanie wyższych poziomów ciśnienia akustycznego SPL i lepsze przenoszenie basów w mikrogłośnikach. (Źródło ilustracji: Analog Devices)

Wzmacniacz klasy D dla dźwiękowej informacji zwrotnej

MAX98390CEWX+T to wysokosprawny inteligentny wzmacniacz klasy D z wbudowaną przetwornicą podwyższającą i opracowaną przez firmę Analog Devices funkcją dynamicznego zarządzania głośnikami (DSM), która zapewnia lepszy dźwięk, umożliwiający zapewnienie wysokiej jakości i sprawności obsługi dźwiękowej informacji zwrotnej. Ten wzmacniacz zawiera skalowanie napięcia w celu uzyskania wysokiej sprawności przy niskiej mocy wyjściowej. Ponadto przetwornica podwyższająca działa przy napięciu baterii zaledwie 2,65V i ma wyjście, które można zaprogramować w zakresie od 6,5 do 10V w krokach co 0,125V. Przetwornica podwyższająca ma możliwość śledzenia obwiedni, aby dostosować napięcie wyjściowe w celu uzyskania maksymalnej sprawności, a także tryb obejściowy do pracy przy niskim prądzie spoczynkowym.

Ten wzmacniacz z przetwornicą podwyższającą może dostarczyć do 6,2W do głośnika 4Ω przy sumie zniekształceń harmonicznych i szumu (THD+N) wynoszącej zaledwie 10%. Zawiera on czujnik zintegrowany IV, który chroni głośnik przed uszkodzeniem i obsługuje wyższe poziomy ciśnienia akustycznego (SPL) oraz niższe basy.

Aby przyspieszyć prace rozwojowe z wykorzystaniem urządzenia MAX98390C, firma Analog Devices oferuje zestaw ewaluacyjny MAX98390CEVSYS#. Zestaw zawiera płytkę rozwojową MAX98390C, płytkę interfejsu audio, zasilacz 5V, mikrogłośnik, przewód USB, oprogramowanie DSM Sound Studio oraz oprogramowanie ewaluacyjne MAX98390 (ilustracja 4). Oprogramowanie DSM Sound Studio zawiera graficzny interfejs użytkownika (GUI), który pozwala na wykorzystanie systemu DSM w prostym, trzyetapowym procesie. Zawiera również siedmiominutową demonstrację wpływu oprogramowania DSM przy wykorzystaniu mikrogłośnika.