在低功耗无线sEMG传感器中高精度时钟同步

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 可穿戴技术可穿戴技术
• 信号处理 信号处理

背景情况:

• 无线表面电肌图 (sEMG) 传感器提供实用的移动性,但面临的挑战是无线电链路延迟影响多传感器时间同步.
• 尽量减少sEMG传感器的功耗对于延长使用至关重要,通常需要多时钟域设计以优化操作.

研究的目的:

• 设计和实施使用蓝牙低能耗 (BLE) 的sEMG传感器,具有多个时钟域以节省电力.
• 解决和解决由BLE通信和多时钟域架构引入的时间同步挑战.

主要方法:

• 开发了一个包含蓝牙低能耗 (BLE) 通信和三个不同的时钟域 (接收器,微控制器,ADC) 的sEMG传感器.
• 对BLE连接进行了详细的实验时间分析,以了解和减轻延迟.
• 实施了双阶段过机制,以减少时间测量噪声和提高同步精度.

主要成果:

• 在接收器,微控制器和ADC时钟领域实现了精确的时间同步.
• 在1.25毫秒的采样期内,报告的总震动仅为47微秒RMS.
• 通过专用ADC时钟域,通过数据速率变化,通过专用ADC时钟域实现了10%至50%的节能.

结论:

• 开发的sEMG传感器有效地克服了BLE延迟问题,以实现精确的多传感器时间同步.
• 多时钟域设计成功地提高了功率效率,而不会影响同步准确度.
• 这项工作为可靠和节能无线sEMG数据采集提供了强大的解决方案.