基于PowerWise技術的“中醫(yī)神指”藍牙終端設計
“中醫(yī)神指”產(chǎn)品主要由主控軟件Magic finger ,藍牙無線發(fā)送器,以及藍牙終端三部分組成,其中主控軟件Magic finger界面如圖1所示,包括藍牙連接、錄制指導、按摩放松、播放指導等按鈕。藍牙連接控制藍牙適配器和神指上的藍牙模塊進行連接和配對,錄制指導用于錄制醫(yī)生的指導建議并保存成相應的音頻文件,便于藍牙傳輸。播放指導調用錄制醫(yī)生的指導建議對使用者進行相應醫(yī)療動作,按摩放松選擇醫(yī)生指定的輕松柔和的音樂,給予使用者音樂治療。
圖1 Magic finger界面
藍牙無線發(fā)送器工作頻段為全球統(tǒng)一開放的2.4GHz工業(yè)、科學和醫(yī)學(Industrial, Scientific and Medical, ISM)頻段,插在USB插口,如圖2所示。
圖2 藍牙無線發(fā)送器
“中醫(yī)神指”藍牙終端樣機如圖3所示,由控制模塊、藍牙模塊、音頻模塊、指示燈模塊、電機控制模塊組成??刂颇K是負責對其他各個模塊進行配置、控制及背景音樂的播放;藍牙模塊主要完成音頻數(shù)據(jù)的接收;音頻模塊對聲音音頻放大和進行播放;電機驅動模塊控制電機;指示燈模塊控制指示燈。
圖3 “中醫(yī)神指”藍牙終端樣機
基于PowerWise技術的藍牙終端功能單元
能源效率是關系到系統(tǒng)設計成敗的關鍵因素,根據(jù)系統(tǒng)架構,在性能、功能、體積和功耗4個重要指標中權衡所有因素作出取舍,確保每一單元的功耗都能發(fā)揮出最高的性能。因此,高效能的元器件尤其重要。美國國家半導體PowerWise系列產(chǎn)品目前共有大約300多款集成電路,全部都屬于高能效的芯片,幫助提高系統(tǒng)能源效率,實現(xiàn)低耗電、強散熱、小體積和更長電池壽命等特性。“中醫(yī)神指”藍牙終端是基于PowerWise技術設計便攜裝置,利用美國國家半導體的PowerWise系列LM49370,LM4570,LM4675及LP3952等器件,具有高效節(jié)能的特色,其結構框圖如圖4所示
圖4 “中醫(yī)神指”藍牙終端結構框圖
音頻功率放大器采用PowerWise系列產(chǎn)品LM49370,屬于Boomer 音頻功率放大器系列的音頻子系統(tǒng),其特點是采用擴展頻譜技術,因此電磁干擾極低,而且內置D類揚聲器放大器、雙模式立體聲耳機放大器以及可支持藍牙收發(fā)器的專用接口,其內部框圖如圖5所示
圖5 音頻功率放大芯片LM49370內部框圖
立體揚聲采用PowerWise系列產(chǎn)品LM4675,一款2.65W 單聲道 D 類音頻功率放大器,其特點是采用擴展頻譜技術,因此電磁干擾極低,無需加設濾波器,其內部框圖如圖6所示
圖6 立體揚聲芯片LM4675內部框圖
彩色 LED 驅動器采用PowerWise系列產(chǎn)品LP3952,設有聲光同步功能的 6 通道彩色 LED 驅動芯片,全部LED 驅動最大電流是300mA,其內部框圖如圖7所示
圖7 LED 驅動芯片LP3952內部框圖
單端輸入的馬達驅動器采用PowerWise系列產(chǎn)品LM4570,2.4mS的啟動時間,高效的驅動能力,其驅動電路如圖8所示。
圖8 馬達驅動芯片LM4570驅動電路
對于便攜式產(chǎn)品而言,系統(tǒng)功耗是制造商需要首先關注的問題之一,“中醫(yī)神指”藍牙終端是基于PowerWise技術設計,采用的PowerWise系列產(chǎn)品自適應電壓調節(jié)(AVS)和閾值電壓調節(jié),將數(shù)字邏輯集成電路的工作和泄漏功耗自動降至最低,同時保持最小的系統(tǒng)開銷。藍牙終端根據(jù)各自獨立的處理單元實際工作需要調節(jié)其供電量,以減低功耗。
結論
“中醫(yī)神指”設計將中醫(yī)音樂療法和按摩療法結合起來,“有聲有色”的提供了疏通經(jīng)絡、康復身心等保健功能。其藍牙終端由于使用了PowerWise器件,這些PowerWise器件都內置多個獨立操作的處理單元,有時這些單元全部全速工作,但有時其中部分功能會處于空閑或關閉狀態(tài)。由于可以獨立管理各單元的電源供應,使系統(tǒng)功耗達到最優(yōu)。