1 智能手表快速瞬态性能要求简介

在智能手表应用中，LED 以重复的频率用光照射手腕，而从动脉和静脉中血液反射回来的光会随着血液中氧含量的变化而变化。根据采样理论，LED 至少需要以 50Hz 的频率闪烁，才能相对准确地对 0.5Hz 至 10Hz 范围内的信号进行采样。由于 LED 中的电流会在数百纳秒内从 0mA 突然升高至 200mA，因此输出电压的下冲非常大，如图 1-1 所示。

如果采样在输出电压恢复正常值之前开始，数据精度会显著降低。例如，PSRR 和 SNR 会显著降低。因此，需要等到输出电压稳定至目标值后再触发采样，该等待周期表示为 t_tran，而采样时间为 t_sample（这个时间当然可以自定义）。该稳定值在所有采样周期内都是相同的，并且 LED 可以在 t_sample 之后熄灭。因此，最短 t_PWM 时间可以通过 t_tran 加上 t_sample 来计算。在整个 t_PWM 周期内，LED 电流源需要始终开启，这决定了功耗。

图 1-1 典型瞬态响应

图 1-2 快速瞬态响应

假设采样时间相等且快速瞬态性能如图 1-2 所示，则 t_tran 可以从 100us 缩短到 10us，因此也可以缩短 LED_PWM 的周期（表示为 t_PWM）。通过缩短 LED 发光时间，系统可以降低能耗并提高效率。