2024半导体器件人体通信半导体接口第4部分胶囊内窥镜

Sh4目 次前言 II112范引文件 13语定义 1术和义 1评和性 23.3符号 44用求 54.1通规范 54.2结规范 64.3电规范 64.4操规范 9附录A（料）人通信囊窥使概述 10I《半导体器件人体通信半导体接口》拟由以下四个部分构成：----第1部分：总则。目的是规定人体通信用半导体接口的一般要求。----第2部分：性能特性。目的是规定人体通信用半导体接口的性能特性。----第3部分：功能分类和工作条件。目的是规定人体通信用半导体接口的工作条件。----第4部分：胶囊内窥镜。目的是规定使用电流耦合人体通信的胶囊内窥镜的半导体接口的电气III半导体器件人体通信半导体接口第4部分:胶囊内窥镜范围IEC62779定义了使用电流耦合人体通信的胶囊内窥镜半导体接口电气性能的一般要求。它包括接口的通用规范和功能规范。本文件涵盖的半导体接口是在人体内的胶囊内窥镜和人体外接收设备中的HBC调制解调器之间处理或传输电信号的接口。（IEEE802.15.6：2012IEEE局域网和城域网标准第15.6部分：无线体域网下列术语和定义适用于本文件。3.1.1发射电极transmittingelectrode一种将电子信号从胶囊内窥镜传输至人体的金制结构，通常位于人体内部并粘附在小肠上。注：发射电极将电信号传送到非金属传输通道-人体3.1.2胶囊内窥镜capsuleendoscope小型圆形和管状夹具，包括LED模块、透镜模块、传感器PCB、电池和电源模块。3.1.3图像传感器imagesensor将图像传感器前面的光亮度转换为电信号的半导体器件。3.1.4驱动器driver以电信号的形式向人体传送图像数据的半导体器件。注：驱动器位于发射电极之前，以预限制电流和预限制电压输出电信号。3.1.5电耦合人体通信galvaniccouplinghumanbodycommunication人体通信方法，其接收器在体内和体表有两个电极，可以感应到发射器通过人体某个部位引起的电1流变化。3.1.6电容耦合人体通信capacitivecouplinghumanbodycommunication3.1.7接收电极receivingelectrode物理金属结构，用于接收来自人体的电信号，并将接收到的信号传送到模拟前端。注：接收电极传输来自非金属传输通道-人体的电信号3.1.8接收设备receivingdevice用于接收从体内的胶囊内窥镜发送的图像数据并将接收到的图像数据存储在存储设备中的电气装置。注：存储设备可以是内存或硬盘驱动器3.1.9带通滤波器band-passfilter（）（）3.1.10模数转换器analogtodigitalconverterADC模拟前端中的半导体器件或电路元件，将滤波后的模拟数据转换为数字数据。注：转换后的数字数据可以在接收设备的调制解调器中处理。3.1.11数据恢复电路datarecoverycircuitDRC模拟前端中的半导体器件或电路元件，从接收设备的滤波信号中恢复数字数据信号。注：DRCCDR电路或ADC3.2.1.1ingefultcurntbeweentrnsmttigelecrodsIf胶囊内窥镜半导体接口中胶囊内窥镜电极之间的最大短路电流量。3.2.1.2发射电极之间的输出阻抗outputimpedancebetweentransmittingelectrodesZEC从人体看向胶囊内窥镜半导体接口中胶囊内窥镜的发射电极端的阻抗。注：输出阻抗取决于驱动器的输出阻抗。23.2.2.1接收电极的输入阻抗InputimpedanceofreceivingelectrodeZER从人体看向胶囊内窥镜半导体接口中接收装置的接收电极的阻抗。注：输入阻抗取决于带通滤波器和信号放大器的输入阻抗，它们通常是模拟前端的第一级。3.2.3.1接收设备的输入灵敏度inputsensitivityofreceivingdeviceIS接收设备正确恢复胶囊内窥镜发送信号的最低信号要求。注：对于IS的定义，胶囊内窥镜和接收设备之间应满足所需的误码率。3.2.3.2动态范围dynamicrangeDR注：动态范围取决于比较器的最小驱动电平和信号放大器的信号增益。3.2.3.3电压增益voltagegainGv模拟前端放大器电路或带通滤波器组件的不被特意衰减或移除的信号电压的增加量。3.2.3.4下截止频率lowercut-offfrequencyfCL接收信号通过带通滤波器后，信号衰减3dB时的低频数值，见图1。3.2.3.5上截止频率uppercut-offfrequencyfCU接收信号通过带通滤波器后，信号衰减3dB时的高频数值，见图1。3.2.3.6带宽bandwidthBW从下截止频率到上截止频率的不被有意衰减或移除的频率范围宽度，见图1。标引序号说明：BW-带宽fCU-上截止频率fCL-下截止频率3图1截止频率和带宽的定义3.2.3.7传输损耗propagationlossPL胶囊内窥镜传输的信号通过人体时的衰减量。注：通常，传播损耗可以定义传输电压摆幅和接收电压摆幅的比率。3.2.3.8锁定范围lockrangeLRCDR电路可以被锁定的工作范围频率3.2.3.9ADC的位宽度bitwidthofADCBITADCADC的输出分辨率，可决定接收设备中调制解调器的处理精度。符号表1：符号列表符号符号说明VSC电源电压ISC工作电流tOPC工作时间ISFC发射电极之间的单一故障电流ZEC发射电极之间的输出阻抗VSR电源电压ISR工作电流tOPR工作时间ZER接收电极之间的输入阻抗IS接收设备的输入灵敏度DR动态范围GV电压增益CL下截止频率CU上截止频率BW带宽PL传输损耗LR锁定范围4BITADCADC的位宽度通则该部分提供了通用规范，以规定使用人体通信的胶囊内窥镜半导体接口的功能和外部要求。功能类别如果接口具有功能或电器类别，应予以说明。应给出接口所执行功能的一般性说明。框图（CTRL）（DRV）（SA）AFE（）标引序号说明：CEAFEDRVBPFCTRLDRC-接收器STGDEV-存储器SA-TESB-小肠RE-IMGSHB-MODINB-体内OUTB5注：在接口满足性能要求的前提下，可以在必要时改变接口中组件的顺序图2使用电流耦合人体通信的胶囊内窥镜半导体接口结构的典型示例如适用，应在框图中定义接口和HBC调制解调器之间传输的控制信号。接收设备中的数据恢复电路（DRC）可以使用比较器和CDR实现，也可以仅使用ADC实现。（有关更多详细信息，请参见图3中的示例。）标引序号说明：DRC-数据恢复电路CMP-比较器CDRC-时钟和数据恢复电路ADC-模数转换器图3典型的数据恢复电路示例（（IEC和/通则应给出其在规定的工作温度范围内的电性能。a)b)6应给出电源类型，例如插座或电池。a）b）c）d）g）h）两个发射电极短路时电极上的单一故障电流；i）对心脏的最大漏电流。对于信号放大器和带通滤波器中的相应部件，应给出以下特性：a）带通滤波器的输入阻抗；b）带通滤波器的输出阻抗；c）灵敏度水平；（PSRR）；f）g）通h）阻带i）带宽i）截止频率。比较器关于比较器中的相应组件，应给出以下特征：a）最小输入电压；d）e）CDR关于CDR电路中的相应部件，应给出以下特性：7a）b）c）d）e）f）g）h）PLL（如ⅠⅡ）；i）PLL（j）k）i）（PSRR）。CDR应给出CDR或0CDR数据应给出接收设备中调制解调器与接口之间交换的数据规范。时钟应给出用于同步的时钟信号的规范。极限值极限值之间的任何相关性均应明确规定。/所有的电压都应该和一个特定的参考端子比较。性。应给出以下各项的极限值：a）电源电压；b）工作电流；c）供电；d）电极上的输入电压；8e）f）h）两个发射电极短路时胶囊内窥镜的最大单次故障电流；i）误码率（BER）。温度a）工作温度；b）应说明其主要用途，例如用于小肠、大肠等的胶囊内窥镜。如果有任何申请限制，应予以说明。相容性应说明与本文件兼容的通信标准，例如IEEE802.15.6。应提供标准的详细信息，包括其通信协议。9附录A（资料性）人体通信胶囊内窥镜使用概述（HBC）HBCHBC图A.1HBC12标引序号说明：RD-接收器