CN108992067B - 皮肤电性能的低功率测量的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及皮肤电性能的低功率测量。各种例子涉及用于测量皮肤的电性能的测量系统，包括激励电路、接收器电路和定序器电路。激励电路可产生周期性激励信号，当被提供给所述皮肤时在所述皮肤中产生指示所述电性能的响应信号。定序器电路可被配置为激活所述激励电路以向所述皮肤提供激励信号。当激励电路被激活以向皮肤提供激励信号时，定序器电路可激活接收器电路以执行第一样本周期，从而产生响应信号的第一多个样本。可以至少部分基于响应信号的第一多个样本来确定皮肤的电性能的第一值。

Description

皮肤电性能的低功率测量的方法及系统
技术领域
该文件通常但不是限制地涉及集成电路，并且具体而非限制地涉及用于测量皮肤的电参数的集成电路。
背景技术
个人皮肤的电性能可以提供关于个人健康的不同类型的信息。例如，皮肤的电性能中的改变，也称为皮肤电活动，可以显示个人的压力水平以及其他与健康有关的状况。
发明内容
在各种例子中，用于测量皮肤的电性能(例如皮肤阻抗)的测量系统具有包括数字波形发生器的激励电路，该数字波形发生器以激励频率产生数字激励信号。数模转换器(DAC)将数字激励信号转换为模拟信号。将模拟激励信号提供给皮肤，以使AC电流从第一电极流过皮肤流到第二电极。接收器电路与第二电极电连通以接收响应信号。例如，响应信号可以是或正比于响应激励信号在皮肤中引起的电流。接收器电路可包括收集响应信号的样本的模数转换器(ADC)。样本可用于生成离散傅里叶变换 (DFT)或其他提供皮肤阻抗指示的值。例如，DFT的实数分量对应于皮肤的欧姆电阻，并且DFT的虚数分量对应于皮肤的电抗。
附图说明
在不一定按比例绘制的附图中，相似的数字可以在不同的视图中描述相似的组件。具有不同字母后缀的相似数字可以表示相似组件的不同实例。举例来说，附图通常以举例的方式而非限制性地说明本文件中所讨论的各种实施例。
图1是示出用于测量皮肤阻抗的测量系统的一个示例的框图。
图2是示出可以由图1的测量系统执行以测量皮肤阻抗的处理流程的一个示例的流程图。
图3是示出可由图1的测量系统执行以测量皮肤阻抗的过程流程的另一示例的流程图。
图4是示出用于测量在集成电路上实施的皮肤阻抗的测量系统的一个示例的框图。
图5是示出可以由测量系统执行以测量皮肤阻抗的处理流程的一个示例的流程图。
图6是表示执行图5的处理流程的测量系统所取得的电流的一个例子的图。
图7是示出在样本周期期间由测量系统绘制的电流的另一个示例的图。
图8示出说明与响应信号频率同步的采样周期的示例响应信号。
图9示出说明与响应信号频率不同步的采样周期的示例响应信号。
图10是示出包括如本文所述的测量系统的计算装置的示例性架构的框图。
具体实施方式
皮肤的电性能可以如本文所述进行测量，例如以监测患者健康。可以测量各种电性能，包括例如皮肤阻抗、皮肤上的电压降和/或通过皮肤的电流。测量这些随着时间的推移的电性能可以提供EDA的指示，其可以指示患者的压力水平以及其他健康状况。本文描述的一些示例测量皮肤阻抗。皮肤阻抗可能有两个部分，直流电流(DC)的欧姆电阻分量和交流电流(AC)的电抗分量。皮肤的总阻抗可以用欧姆电阻分量来表示，欧姆电阻分量表示为一个幅度，电抗表示一个相位角。
本文所述的测量系统可以被配置用于低功率操作，这可以使其适用于期望低功率消耗的应用，例如电池供电设备。为了节省电力，测量系统可以被配置为至少定期激活和停用接收器电路。当接收器电路被激活时，它可以执行一个样本周期，在此期间接收器电路捕获一组响应信号的样本。样本周期后，接收器电路被停用，使其不会消耗功率或消耗比样本周期期间更少的功率。在本文中描述的一些例子中，接收器电路或其部分(例如 ADC)在采样之间的样本周期内停用。
接收器电路可以定期执行样本周期。例如，样本周期可以执行一个样本周期时间。样本周期时间可以对应于响应信号周期的第一个数量。在样本周期执行后，全部或部分接收器电路在停用时间内被停用。去激活时间可以对应于第二数量的响应信号周期。在一些例子中，在去激活时间过去之后，接收器电路被重新激活以执行下一个样本周期，其也可以在样本周期时间执行。为了说明这个概念，考虑激励信号和响应信号在100Hz的例子。测量系统可以被配置为用接收器电路执行样本周期，该样本周期在大约50ms的样本周期时间内产生16个样本，这对应于大约4个响应信号周期。在这个例子中，接收器电路可以停用大约200ms或大约16个响应信号周期的去激活时间。
在一些例子中，激励电路被配置为在接收器电路执行样本周期之前将激励信号维持在激励建立周期。这可以改善系统的操作，例如，通过减少瞬态效应对响应信号的影响。提供激励信号的皮肤和电极之间的界面可以具有自然的电位差，其可以高达几伏。为了允许这种电压偏移，有时期望在测量系统中包括一个或多个滤波电容器。而且，皮肤本身包括具有反应性电性能的结构(例如，电容或电感)。激励信号打开后，皮肤和测量系统的电抗元件会聚集能量，从而可能扭曲响应信号并阻止准确测量皮肤阻抗。激励信号维持激励建立期可以允许测量系统和皮肤的电抗元件在测量开始之前充电。另外，在一些例子中，打开激励信号会产生瞬变。这些瞬变可能会影响响应信号，并且还可能在测量其他生理电性能时产生噪声，例如心电图(ECG)等。例如，在某些情况下可能需要具有包括用于测量皮肤阻抗的测量系统和用于测量ECG的测量系统的设备。在这样的系统中，产生影响ECG测量的瞬变的皮肤阻抗的测量系统可能增加设计复杂性。
在一些例子中，通过接收器电路的多个样本周期激活皮肤阻抗测量系统的激励电路以维持激励信号(例如激励电路在样本周期之间不关闭)。这可能会进一步突出上述激励设置周期的好处。例如，在接收器电路的多个样本周期上维持激励信号可以允许额外的时间使皮肤的反应分量和测量系统充电，进一步减少响应信号的失真。另外，在一些例子中，将能量存储在皮肤的反应成分和测量系统中可能需要比保持激励信号更多的功率。因此，通过接收器电路的多个样本周期来维持激励信号可以降低测量系统的总功耗。
图1是示出用于测量皮肤阻抗的测量系统100的一个示例的框图。测量系统100包括激励电路102和接收器电路104。激励电路102产生激励信号128，激励信号128通过电极124A提供给皮肤126。激励信号128 在一些例子中处于低频率(例如，在大约50Hz和大约200Hz之间)，以防止激励信号穿透皮肤的上层。激励信号128在皮肤中引起响应信号130。响应信号130可以指示EDA。例如，如本文所述，可以使用响应信号130 的电流来寻找皮肤阻抗。皮肤阻抗可指示EDA。
响应信号130在电极124B处被接收。例如，响应于激励信号128，响应信号130可以是或者正比于皮肤126中产生的电流。在一些例子中，测量系统100可以被结合到被配置为使电极124A、124B与用户的皮肤接触的装置中，例如在手腕处。接收器电路104接收并采样响应信号130。如上所述，样本的离散傅立叶变换(DFT)提供了皮肤126的阻抗的度量。
激励信号128可以是任何合适频率的任何合适的信号。例如，激励信号128可以具有在大约10Hz和大约150Hz之间的激励频率。在一些例子中，激励信号128具有约100Hz或约120Hz的频率。响应信号130可以表示响应于激励信号128而在皮肤126中产生的电流。响应信号130可以与激励信号128具有大约相同的频率，但可能与激励信号128的幅度不同(例如，由于皮肤126中的欧姆电阻)并且与激励信号128的相位偏移 (例如由于皮肤126中的电抗)。
激励电路102可以包括数字波形发生器108、DAC 110、滤波器112 和放大器114。数字波形发生器108可以以激励频率产生数字激励波形。 DAC 110将数字激励波形转换为模拟。在一些例子中，DAC 110是一个 12位DAC，可能是一个低功耗DAC。例如，DAC 110、滤波器112和放大器114可以被配置成汲取低电平电流，从而在激励电路102激活时最小化功率。在一些例子中，DAC 110吸收约0.5uA至约2uA的电流，在一些例子中约为1uA。放大器114可以吸取约1.1uA和4.6uA之间的电流，在一些示例中约2.3uA。在一些例子中，DAC 110包括或者与可选的激励缓冲器通信。激发缓冲液可以吸收约1.1uA和4.6uA之间的电流，在一些示例中约2.3uA。
滤波器112对激励信号128进行滤波，以消除从转换到模拟的伪影。滤波器112可以是从激励信号128中去除较高频率分量的低通滤波器。在一些例子中，滤波器112是或包括升余弦滤波器。在一些例子中，省略了过滤器112。例如，数字波形发生器108和/或DAC 110可以以足够高的分辨率(例如，比特数)来选择，以避免对滤波器112的需要。在其他示例中，数字波形发生器108和/或DAC 110可能具有低分辨率，这可能在激励信号128中产生可由滤波器112去除的高频伪像。放大器114可放大激励信号以经由电极124A、124B提供给皮肤126。
如上所述，在电极124B处接收到的响应信号130可以是或表示由激励信号128导致的电极124A、124B之间的皮肤126中的电流。响应信号130可以被提供给接收器电路104，接收器电路104可以包括放大器 116、滤波器118、ADC 120和DFT电路122。放大器116可放大响应信号130以供进一步处理。在一些例子中，放大器116是或包括互阻抗放大器或将接收到的电流转换为电压的其他合适的电路。滤波器118可以是或包括抗混叠滤波器。例如，滤波器118可以是带通滤波器，其将响应信号 130的带宽限制为感兴趣的频带，以避免ADC 120处的混叠。
在一些例子中，ADC 120被配置为以采样频率采样响应信号130。实例样品131A-G如图1所示。在一些例子中，ADC 120被配置为对响应信号130进行过采样。对响应信号130进行过采样可以包括以高于响应信号 130的Nyquist频率的频率进行采样。Nyquist频率是可以在不引入混叠误差的情况下对信号进行采样的最低频率。例如，Nyquist频率是采样信号中最高频率分量的两倍。在响应信号大约为正弦的例子中，那么对响应信号130进行过采样可以包括采样频率大于响应信号130的频率的两倍。在一些例子中，ADC 120被配置为对约四倍频率的响应信号采样。ADC 120 可以具有任何合适的分辨率。然而，在一些例子中，ADC120可以具有比 DAC 110更高的分辨率。在DAC具有12位分辨率的一个示例中，ADC 120 可以具有16位分辨率。如本文所述，使接收器电路104循环可以允许使用过采样和/或高分辨率ADC 120，其可以导致更高的结果质量。
测量系统100还可包括DFT电路122。DFT电路122可以是专用的 DFT电路和/或可以全部或部分地由数字信号处理器(DSP)或其他合适的硬件来实现。DFT电路122可以产生一组或多组样本的DFT。例如， DFT电路122可以在接收器电路104的采样周期期间产生由ADC120捕获的一组采样的DFT。如本文所述，DFT的实数分量可以对应于皮肤126 的欧姆电阻，而DFT的虚数分量可以对应于皮肤126的电抗。
在一些例子中，DFT电路122执行N点Hann采样DFT。例如，DFT 电路122可以将ADC120的输出作为其输入。DFT电路122可以产生包括矩形极性形式的复合结果的实部和虚部的输出。DFT可以找到实数和虚数分量，例如，如下面的等式[1]和[2]所示，其中等式[1]表示DFT的实数分量，等式[2]表示DFT的虚数分量。
[1]:
Figure BDA0001688020050000061
[2]:
Figure BDA0001688020050000071
在等式[1]和[2]中，fADC是ADC的采样频率；fout是激励频率。变量n 表示时域中的采样，变量i表示频域中的采样。在示例等式[1]和[2]中，n 的范围从n到n+15，表示在样本周期中总共有16个样本。在各种示例中，样本周期中的样本数量可以被修改为不同于16的数量。可以使用任何适当数量的样本，包括，例如，16、32、64、2048等。在一些例子中，DFT 电路122包括或以其他方式与输出寄存器通信。第一个输出寄存器可以存储DFT的实数分量，由等式[1]给出并且对应于皮肤的欧姆电阻。第二个输出寄存器可以存储DFT的虚数分量，由等式[2]给出并且对应于皮肤的电抗。在一些例子中，测量系统100的DFT电路122或其他部件可以将 DFT电路122的输出转换为极坐标格式，包括如下面的等式[3]和[4]所示的幅度和相位：
[3]:
Figure BDA0001688020050000072
[4]:
Figure BDA0001688020050000073
测量系统100还包括定序器电路106。定序器电路106被配置为激励和/或去激励激励电路102、接收器电路104和/或其部件。定序器电路106 可以是或可以包括任何合适的部件。在一些例子中，定序器电路106包括执行软件例程的处理器，用于激活和去激活如本文所述的接收器电路104 和激励电路102。而且，定序器电路106可以是或包括可编程逻辑阵列、状态机、逻辑门的组合或任何其他合适的硬件。
曲线132示出曲线132中的激励电路102和接收器电路104的示例序列，水平轴134对应于时间并且垂直轴136对应于可能与功率成比例的汲取电流。在初始激活时间137，定序器电路激活激励电路以开始提供激励信号128。框138指示激励电路102所汲取的电流。在初始激活时间之后示出激励建立周期142。激励建立周期142可以被选择为允许来自初始激活的瞬变消散并且允许在测量开始之前对皮肤126、电极124A、124B 等进行电容和/或电感性质的充电。曲线132还示出了采样周期144。在采样周期144期间，接收器电路104(例如，ADC 120)对响应信号130进行采样。在采样周期期间可以采取任何合适数量的采样。
图2是示出可以由测量系统100执行以测量皮肤阻抗的处理流程200 的一个示例的流程图。处理流程200被描述为由定序器电路106执行。然而，在各种示例中，处理流程200可以由测量系统100的任何合适的部件执行。在操作202处，定序器电路106激活激励电路102以产生提供给皮肤126的激励信号128。在激活激励电路102之后，定序器电路可以在操作204等待激励建立时间142。在等待激励建立时间之后，在操作206，定序器电路106激活接收器电路104以执行样本周期144。
定序器电路106在操作208处使激励电路102去激活。在一些例子中，每当测量系统100测量皮肤阻抗时执行处理流程200。在操作210，定序器电路106可以提示DFT电路122找到皮肤126的阻抗，例如通过从样本周期144期间收集的响应信号130的样本集中找到DFT。例子中， DFT电路122响应于从定序器电路106接收到的指令信号而操作。在其他示例中，DFT电路122可以被配置为当在样本周期期间收集的样本被写入到样本缓冲器或DFT电路122可访问的其他存储器位置。例如，当阈值数量的样本可用时，DFT电路122可基于可用样本产生DFT。在一些例子中，在接收器电路104被去激活之后，DFT电路122产生该组采样的DFT。
图3是示出可由测量系统100执行以测量皮肤阻抗的过程流程300 的另一示例的流程图。类似于过程流程200，过程流程300被描述为由定序器电路106执行。然而，在各种示例中，过程流程200可以由测量系统 100的任何合适的组件执行。在操作302，定序器电路106激活激励电路以产生提供给皮肤126的激励信号128。在激活激励电路102之后，定序器电路在操作304等待激励建立时间142过去。在激励建立时间结束后，在步骤306中，定序器电路启动接收器电路104执行样本周期144。
在操作308，DFT电路122导出皮肤阻抗，例如，通过对在样本周期期间收集的响应信号130的样本执行DFT。然而，在图3的示例性处理流程300中，定序器电路106可等待接收器去激活时间，同时保持激励电路 102有效并提供激励信号128，而不是去激活激励电路102。接收器停用时间可以是任何适当的长度。当接收器去激活时间已过时，在操作306，定序器电路106可再次激活接收器电路104以执行后续样本周期，在操作 308处(用DFT电路122)导出皮肤阻抗，以及在操作310处等待另一个接收器停用时间。只要需要，处理流程300可以以这种方式继续。
在输出数据速率(ODR)在大约4和5Hz之间并且激励信号128和响应信号130的频率为100Hz的一个示例中，接收器样本周期可以具有大约50ms的持续时间，并且接收器停用时间可能约为200毫秒。这可以允许四个或五个周期约为50ms的每个接收器样本周期的激励信号。在每样本周期16个样本中，这可能会导致每个周期有三到四个样本，这取决于每个采样周期内是否存在四个或五个激励信号周期。将去激活时间设置为大约200ms可以使电源电流(IDD)保持在小于约100uA。在一些例子中，测量系统是可配置的。随着每个接收器样本周期的采样数量增加，性能和精度可能会增加，同时功耗也可能会增加。例如，如果每个接收器采样周期的采样数量设置为32(32)，则接收器电路104在接收器样本周期期间将加电32次，这将增加平均IDD。另外，在一些例子中，测量电路 100可以被配置为具有高于或低于4Hz的ODR。例如，如果ODR增加到 8Hz，那么可能需要增加接收器样本周期的长度以实现每次测量的相同数量的采样。
图4是示出用于测量在集成电路401上实现的皮肤阻抗的测量系统 400的一个示例的框图。可以使用任何合适的集成电路，包括例如 ADuCM350芯片、ADuCM355芯片或AD5940芯片，全部可从马萨诸塞州Norwood模拟器件公司获得。集成电路401包括激励电路402、接收器电路404、DFT电路430和定序器电路406。
激励电路402包括数字波形发生器408，其产生激励信号的数字版本并将激励信号的数字版本提供给DAC 410。在所示示例中，DAC 410具有12位的分辨率。DAC 410还提供双输出、指示激励信号的电压V偏置和称为V零的参考信号。放大器412可以接收激励信号并将其提供给皮肤。
从放大器412，经由电极线403、405将激励信号提供给皮肤。在一些例子中，电极线403、405在集成电路401外部实现。例如，电极线403、 405可电耦合到集成电路401的不同点。电极线403、405可以包括日射电容器CISO1、CISO2和限制电阻器R限制。可以包括隔离电容器和限制电阻器以防止以可能伤害患者的方式向皮肤提供过量电流和/或电压的可能性。在一些例子中，选择隔离电容和/或限制电阻的值来满足适用的规定。在图 4中，电极由电极模型407表示，其模拟电耦合到皮肤的电极(例如干电极)的行为。例如，电极模型407包括电容C1和与第二电阻R2并联的电阻R1。
接收响应信号并将其提供给跨阻放大器414，跨阻放大器414可以是接收器电路404的组件。例如，跨阻放大器可以用接收器电路404激活和 /或去激活。在这里描述的一些例子中，跨导放大器可以用激励电路402 激活和去激活。在一些例子中，跨阻放大器414是可编程的，以设置对应于响应信号的电流电平的电压电平。例如，在图4中，可以通过修改电位计R负载0的值来修改跨阻抗放大器414对皮肤中特定电流水平的电压输出。在图4的例子中，跨阻放大器414接收由激励电路的DAC 410产生的V 零信号。
在图4的示例中，跨阻放大器414的输出被提供给模拟多路复用器 (mux)416。多路复用器416可以使得集成电路401能够利用接收器电路404来处理不仅仅是响应激励信号所产生的响应信号。例如，图4还示出了可产生与温度(例如，皮肤温度、环境温度或其他温度)成比例的电压输出的示例性温度传感器418。温度传感器418的输出还可以提供给多路复用器416。因此，多路复用器416可以交替地向接收器电路404提供来自跨阻放大器414的响应信号和/或温度传感器的输出。
接收器电路404包括缓冲放大器420和可编程增益放大器422以及 ADC 428之前的抗混叠滤波器424和第二缓冲器426。ADC 428可以是具有160KSPS的最大采样频率的16位ADC。在一些例子中，ADC 428 的采样频率可以是可编程的，例如，如本文所述，由定序器电路406来编程。在一些示例中，提供路线偏移校正电路432，例如以抵消可能发生的响应信号的DC偏移中的漂移，例如，响应于改变的皮肤条件。而且，如图所示，缓冲器420和/或可编程增益放大器422可以切换进入和/或离开电路。
图4还示出了DFT电路430，其可以计算在接收器电路404的采样周期期间捕获的样本的DFT。定序器电路406可以管理激励电路402和/ 或接收器电路404，例如，如本文关于图2和3所述。在一些例子中，定序器电路406是可编程设置的，例如，激励建立时间、失活时间、在样本周期期间采样的数量等。在一些例子中，定序器电路406和DFT电路430 可以是集成电路401的核心的一部分。例如，DFT电路430可以是集成电路401的一部分，并且可以不在单独的数字信号处理器(DSP)或其他处理器实施。
图5是示出可以由测量系统执行以测量皮肤阻抗的处理流程500的一个示例的流程图。处理流程500可以由诸如图1的测量系统100或图4 的测量系统400的测量系统来执行。图6是示出了由执行处理流程500 的测量系统汲取的电流的一个示例的曲线图600。曲线图600与图1的曲线图132相似，但是示出了示例实施方式的附加细节。标绘600包括指示时间的水平轴602和指示由测量系统汲取的电流的垂直轴604。测量系统消耗的电流可能与测量系统消耗的功率成正比。
在图5和图6的例子中，测量系统执行睡眠模式。在睡眠模式下，测量系统中未使用的部件(例如激励电路、接收器电路等)被停用以节省电力。在测量系统处于睡眠模式时汲取电流的组件可以包括例如振荡器、时钟发生器、存储器等。参考图6，当测量系统处于睡眠模式时绘制电流620。当测量系统处于活动状态时，当前620可能会持续。测量系统可以在睡眠模式中保持时间606。在激励信号具有大约100Hz的频率的一个示例中，时间606可以是大约200ms。总时间608可以是大约250ms。
现在参考图5，当时间606已经过去时，在操作502，测量系统从睡眠模式醒来。当测量系统从睡眠模式醒来时，测量系统的核心部件可开始汲取电流。例如，参照图6，电流616可以由测量系统从睡眠模式唤醒后激活的核心组件来绘制。核心组件可能包括定序器电路、DFT电路等。在一些例子中，核心组件位于实现测量系统的集成电路的核心。
在操作502唤醒后，定序器电路可启动模拟前端(AFE)序列并将一些或全部核心组件放入核心睡眠模式。AFE可能包括，例如，激励电路和接收器电路。在核心睡眠模式期间，部分或全部核心组件可能被停用。例如，DFT电路可能在采样周期内停用。参照图6，在AFE序列被初始化的时间610处，核心组件汲取的电流在616处更高，然后在AFE被启用时下降时间612。例如，定序器电路可唤醒并吸取电流以启动AFE的唤醒。在AFE执行采样周期的过程中，定序器电路可能吸取较少的电流(时间 612)。在AFE序列之后，可以激活DFT电路以确定在样本周期期间捕获的样本的DFT。
图6中的电流624在AFE序列期间由激励电路和接收器电路绘制。 AFE序列可以包括给激励电路和接收器电路供电以产生激励信号并捕获响应信号。在一些例子中，AFE序列可以包括激励激励组件和接收器电路的激活组件，其顺序允许各个电路产生激励信号并测量响应信号。例如，在操作506处，可以启用参考信号。参考信号可以包括，例如参考电压、偏置电压、调节器、例如分出调节器等。在操作508，激励电路的DAC 可以与接收器电路的跨阻放大器一起使能。在操作510处，激活接收器电路的缓冲器和其余放大器。
接下来，在操作512，接收器电路的ADC通过脉冲N次来执行样本周期以捕获响应信号的N个采样。收集采样时由ADC汲取的电流由图6 中的电流脉冲626指示。N可以是任何合适的数字，例如，十六(16)。在一些例子中，样本周期期间产生的样本数量可以由设计者进行配置。这可以让设计师在功耗和更准确的皮肤阻抗测量之间进行权衡。在上面以 100Hz激励信号描述的示例中，2048个样本的样本大小可以在6mA时提供约100dB的精度。然而，将采样周期设置为16个样本，可能只会将测量精度降至77dB。如本文所述，ADC可以被配置为在样本周期期间过采样响应信号。
在一些例子中，皮肤阻抗测量容易受到50或60赫兹左右的噪音影响。在一些例子中，测量系统包括一个用于降低50/60Hz噪声的滤波器。在其他示例中，激励信号的频率、在样本周期中采样的采样数以及采样频率可以以使得由DFT电路执行的DFT操作来过滤50/60Hz噪声的方式来选择。例如，当激励信号的频率可以设置为50Hz或60Hz以外的频率时，DFT 操作可以抑制50Hz和/或60Hz的噪声。
当样本周期完成时，可以在操作514处停用AFE组件(例如，激励电路和接收器电路)。例如，为了使AFE去激活，操作506、508和510 可以颠倒。在操作516，核心组件可从核心休眠模式中唤醒。再次参考图 6，这由618处的核心组件汲取的电流622的增加来指示。在操作518处， DFT电路可以从样本周期期间收集的一组样本中产生一个DFT，其中DFT 的实数和虚数分量对应于皮肤的欧姆电阻和电抗。DFT电路或其他合适的电路可以将结果写入可以被访问的存储器位置，例如，通过处理器。在操作520处，测量系统可以返回到睡眠模式并且可以仅汲取电流620。
图7是曲线图700，示出了在样本周期期间由测量系统汲取的电流的另一示例。如曲线600一样，曲线图700包括指示时间的水平轴702和指示电流的垂直轴704。曲线图700可以描述任何合适的测量系统的行为，例如图1的测量系统100或图4的测量系统400。
在曲线图700中，电流706由产生参考信号的电路绘制。在参考信号启动时间718之后，激励电路可以开始汲取电流708。在一些例子中，诸如跨阻放大器的接收器电路的部分可以与激励电路同时被激活。当激励建立期已经过去时，接收器电路可以执行样本周期。样本周期由电流710A、 712A、710B、712B、710N、712N表示。例如，电流710A、710B、710N 可表示当ADC未被主动采样时由接收器电路汲取的电流。采样之间的时间(例如，电流710A-N和电流712A-N)可以取决于le电流712A、712B， 712N可以指示当ADC正在对响应信号进行采样时由ADC汲取的电流。激励信号被激活的总时间可以由时间716表示。激励电路和接收器电路被激活的总时间可以由时间714表示。在激励信号的频率约为100Hz的示例中，总时间714可以是大约52ms，并且时间716可以是大约50ms。
在一些例子中，由接收器电路执行的样本周期与激励信号和响应信号同步。以这种方式，用于生成DFT的样本集可以对相应信号的周期的公共部分进行采样。图8示出了说明与响应信号频率同步的采样周期802的示例响应信号800。示例周期802的示例包括响应信号800的四个周期。图 8示出了示例806A-P，其示出了在示例样本周期期间采样的响应信号的部分。在图8的例子中，在作为样本一部分的响应信号的四个周期上采集了十六个样本。在一些例子中，采样频率可能是响应信号频率的整数倍。这可能导致在样本周期内采集的样本包括在响应信号周期的共同位置上采集的样本，并且如果保持在多个样本周期上，可能导致在样本周期内采集的样本包括在响应信号周期的共同位置采集的样本。在图8的例子中，在四个响应信号周期的十六个样本中，表明采样频率可能是响应信号频率的约4倍。(例如，响应信号可以与激励信号具有相同的频率，尽管具有不同的幅度和相位差。)
在一些例子中，由接收器电路执行的样本周期相对于激励信号和响应信号是异步的。图9示出了说明与响应信号频率不同步的采样周期902的示例响应信号900。示例样本周期902的示例包括响应信号900的三个周期。图9示出了示例906A-P，其示出了在示例样本周期期间采样的响应信号的部分。在图9的例子中，在作为样本一部分的三个响应信号周期上采集了十六个样本。尽管在图9中示出了响应信号900的三个周期，但在一些例子中，样本周期可以包括多于或少于三个周期，例如，两个周期、五个周期等。
图10是示出包括如本文所述的测量系统的计算装置1000的示例架构的框图。计算装置可以是或包括任何测量皮肤阻抗的合适装置，例如，作为EDA的指标。在一个示例中，计算装置是安装在像腕表一样的带上的可佩戴装置、夹在衣服上的夹子、粘在皮肤上的粘合剂或用于使电极 1064A、1064B与皮肤接触的其他合适机构等等。
计算装置包括处理器单元1010。处理器单元1010可以包括一个或多个处理器。可以使用适用于用户计算装置的各种不同类型的可商业获得的处理器(例如，XScale架构微处理器、无互锁流水线级架构的微处理器 (MIPS)架构处理器或另一类型的处理器)。诸如随机存取存储器(RAM)、闪存或其他类型的存储器或数据存储器的存储器1020通常可被处理器访问。存储器1020可适用于存储操作系统(OS)1030以及应用程序1040。
处理器单元1010可以直接或经由适当的中间硬件耦合到显示器1050 以及一个或多个输入/输出(I/O)设备1060，诸如小键盘、触摸面板传感器、麦克风等。这样的I/O设备1060可以包括用于捕获指纹数据的触摸传感器、用于捕捉用户的一个或多个图像的相机、视网膜扫描仪或任何其他合适的设备。
在一些例子中，I/O设备包括与电极1064A、1064B通信的测量系统控制器1062，以实现如本文所述的测量系统。在一些例子中，测量系统控制器1062包括集成电路，例如图4的集成电路401。集成电路401可以安装在计算装置的控制器板和/或母板上。控制器板和/或母板可以包括诸如限制电阻器、隔离电容器等的组件。测量系统控制器1062还可以包括类似于在此描述的DFT电路，其在样本周期期间从捕获的样本产生DFT，如本文所述。例如，DFT电路可将与皮肤的欧姆电阻和电抗对应的DFT 的实部和虚部写入一组寄存器。处理器单元1010可以从寄存器读取DFT 的实部和虚部。
在一些例子中，处理器单元1010可以耦合到与天线1090接口的收发器1070。收发器1070可以被配置为经由天线1090发送和接收蜂窝网络信号、无线数据信号或其他类型的信号，这取决于计算装置实现的用户计算装置的性质。尽管示出了一个收发器1070，但是在一些例子中，计算装置包括额外的收发器。例如，可以使用无线收发器来根据IEEE802.11规范进行通信，诸如Wi-Fi和/或诸如蓝牙等的短距离通信介质等。一些短距离通信媒介，例如NFC，可以使用单独的专用收发器。此外，在一些配置中，全球定位系统(GPS)接收器1080也可以利用天线1090来接收GPS 信号。除了或代替GPS接收器1080，可以包括和/或使用任何合适的位置确定传感器，包括例如Wi-Fi定位系统。在一些例子中，架构(例如，处理器单元1010)也可以支持硬件中断。响应于硬件中断，处理器单元1010 可暂停其处理并执行中断服务例程(ISR)。
以上详细描述包括对形成详细描述的一部分的附图的参考。作为说明，附图示出了可以实践本发明的具体实施例。这些实施例在本文中也被称为“示例”。这样的示例可以包括除了所示出或描述的那些之外的元件。然而，本发明人还考虑了其中仅提供了所示或所述的那些元件的示例。此外，本发明人还考虑了使用所示出或描述的那些元件(或其一个或多个方面)的任何组合或置换的示例，或者关于特定示例(或其一个或多个方面)，或关于本文示出或描述的其他示例(或其一个或多个方面)。
如果本文档与以引用方式并入的任何文档之间的用法不一致，则以本文档中的用法为准。
在本文件中，如在专利文献中常见的那样，使用术语“一”或“一个”来包括一个或多个、独立于“至少一个”或“一个或多个”的任何其他实例或用法。在本文件中，术语“或”用于表示非排他性的，例如“A或B”包括“A但不是B”、“B但不是A”、“A和B”，除非另有说明表示。在本文件中，术语“包括”和“其中”用作相应术语“包含”和“其中”的等同词。而且，在以下权利要求中，术语“包括”和“包含”是开放式的，也就是说，包括除权利要求中的这样的术语之后列出的那些要素之外的要素的系统、装置、物品、组合物、制剂或过程仍然被认为落入该权利要求的范围内。此外，在下面的权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅被用作标签，并不旨在对其对象施加数字要求。
除非上下文另有说明，否则诸如“平行”、“垂直”、“圆形”或“方形”等几何术语不旨在要求绝对的数学精度。相反，这样的几何术语允许由于制造或等同功能而引起的变化。例如，如果一个元素被描述为“圆形”或“通常是圆形的”，那么这个描述仍然包含一个非精确圆形的元素(例如，稍微长一点或者是一个多边形)。
术语“电路”可以包括专用硬件电路、通用微处理器、数字信号处理器或其他处理器电路，并且可以在结构上由通用电路配置为专用电路，诸如使用固件或软件。
这里讨论的任何一种或多种技术(例如，方法)可以在机器上执行。在各种实施例中，机器可以作为独立设备操作或者可以连接(例如联网) 到其他机器。在联网部署中，机器可以在服务器机器、客户端机器或两者都在服务器-客户端网络环境中运行。在一个示例中，该机器可以用作对等 (P2P)(或其他分布式)网络环境中的对等机器。该机器可以是个人计算机(PC)、平板电脑、机顶盒(STB)、个人数字助理(PDA)、移动电话、网络设备、网络路由器、交换机或桥或任何机器能够执行指定该机器要采取的动作的指令(顺序或其他)。此外，虽然仅示出单个机器，但术语“机器”也应被理解为包括单独或联合执行一组(或多组)指令以执行本文讨论的任何一种或多种方法的任何机器集合如云计算、软件即服务(SaaS)、其他计算机集群配置。
如本文所述的示例可以包括逻辑或多个组件或机制，或者可以由逻辑或多个组件或机制操作。电路集合是在包括硬件(例如简单电路、门电路、逻辑电路等)的有形实体中实现的电路的集合。电路集成员资格可能随着时间的推移以及潜在的硬件变化而变化电路集包括可能单独或组合执行指定操作的成员。在一个示例中，电路组的硬件可以被不可变地设计为执行特定操作(例如，硬连线)。在一个示例中，电路组的硬件可以包括可变地连接的物理组件(例如，执行单元、晶体管、简单电路等)，其包括物理修改的计算机可读介质(例如磁性、电力、可移动布置不变聚集粒子等)编码特定操作的指令。在连接物理组件时，硬件组件的基本电性能会发生变化，例如从绝缘体到导体或反之亦然。指令可以使嵌入式硬件(例如，执行单元或加载机构)能够通过可变连接在硬件中创建电路组的成员，以在操作中执行特定操作的部分。相应地，当设备运行时，计算机可读介质可通信地耦合到电路组件的其他部件。在一个示例中，任何物理组件可以用于多于一个电路组中的多于一个的成员。例如，在操作中，执行单元可以在一个时间点在第一电路组的第一电路中使用，并且由第一电路组中的第二电路或在不同时间的第二电路组中的第三电路重新使用。
这里描述的系统和方法的具体实现可以涉及使用可以包括硬件处理器(例如，中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、硬件处理器核心(例如，计算机系统)，或其任何组合)、主存储器和静态存储器，其中的一些或全部可以经由互连(例如，总线)彼此通信。该机器还可以包括显示单元、字母数字输入设备(例如键盘)和用户界面(UI)导航设备(例如鼠标)。在一个示例中，显示单元，输入设备和UI导航设备可以是触摸屏显示器。该机器可以另外包括存储装置(例如驱动单元)、信号发生装置(例如扬声器)、网络接口装置以及一个或多个传感器，诸如全球定位系统(GPS)传感器、指南针、加速计或其他传感器。该机器可以包括诸如串行(例如，通用串行总线(USB)、并行或其他有线或无线(例如，红外(IR)、近场通信(NFC)等)的输出控制器，或控制一个或多个外围设备(例如打印机、读卡器等)。
存储设备可以包括机器可读介质，在该机器可读介质上存储有体现本文描述的技术或功能中的任何一个或多个技术或功能的一个或多个数据结构或指令集(例如，软件)。指令还可以完全或至少部分地驻留在主存储器内，静态存储器内或硬件处理器内由机器执行期间。在一个示例中，硬件处理器、主存储器、静态存储器或存储设备中的一个或任何组合可以构成机器可读介质。
虽然机器可读介质可以包括单个介质，但是术语“机器可读介质”可以包括被配置为存储一个或多个介质的单个介质或多个介质(例如集中式或分布式数据库和/或相关联的高速缓存和服务器)说明。
术语“机器可读介质”可以包括能够存储、编码或承载供机器执行的指令并且使机器执行本公开的技术中的任何一个或多个技术的任何介质，存储、编码或携带由这些指令使用或与之相关的数据结构。非限制性机器可读介质示例可以包括固态存储器以及光学和磁性介质。在一个示例中，集中式机器可读介质包括具有多个具有不变(例如，静止)质量的粒子的机器可读介质。因此，集中的机器可读介质不是短暂传播信号。集中式机器可读介质的具体示例可以包括：非易失性存储器，诸如半导体存储器设备(例如，电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器 (EEPROM))和闪存设备；磁盘，如内部硬盘和可移动磁盘；磁光盘； CD-ROM和DVD-ROM盘。
所述指令可以进一步经由通信网络使用传输介质经由网络接口设备使用多种传输协议中的任何一种(例如，帧中继、因特网协议(IP)、传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)、超文本传输协议(HTTP) 等)。示例性通信网络可以包括局域网(LAN)、广域网(WAN)、分组数据网络(例如因特网)、移动电话网络(例如蜂窝网络)、普通老式电话 (POTS)网络和无线数据网络(例如称为
Figure BDA0001688020050000191
的电气和电子工程师协会(IEEE)802.11系列标准，被称为
Figure BDA0001688020050000192
的IEEE802.16系列标准)、 IEEE802.15.4系列标准、对等(P2P)网络等等。在一个示例中，网络接口设备可以包括一个或多个物理插孔(例如，以太网、同轴或电话插孔) 或一个或多个天线以连接到通信网络。在一个示例中，网络接口设备可以包括多个天线，以使用单输入多输出(SIMO)、多输入多输出(MIMO) 或多输入单输出(MIMO)技术中的至少一个来进行无线通信。术语“传输介质”应被理解为包括能够存储、编码或携带由机器执行的指令的任何无形介质，并且包括数字或模拟通信信号或其他无形介质以促进此类软件的通信。
这里描述的方法示例可以至少部分地是机器或计算机实现的。一些示例可以包括用指令编码的计算机可读介质或机器可读介质，所述指令可操作用于配置电子设备以执行如以上示例中所述的方法。这种方法的实现可以包括代码，诸如微码、汇编语言代码、更高级别的语言代码等。这种代码可以包括用于执行各种方法的计算机可读指令该代码可以形成计算机程序产品的一部分。此外，在一个示例中，代码可以有形地存储在一个或多个易失性、非暂时性或非易失性有形计算机可读介质上，诸如在执行期间或在其他时间。这些有形的计算机可读介质的示例可以包括但不限于硬盘、可移动磁盘、可移动光盘(例如光盘和数字视频盘)、磁带盒、存储卡或棒、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等。
项目1.一种用于测量皮肤的电性能的测量系统，包括：
包括数字波形发生器的激励电路，所述数字波形发生器用于产生周期性激励信号，所述周期性激励信号当被提供给所述皮肤时在所述皮肤中产生指示所述电性能的响应信号；
接收器电路，包括模数转换器(ADC)；和
定序器电路，被配置为执行包括以下的操作：
激活所述激励电路以向所述皮肤提供激励信号；
当所述激励电路被激活以向所述皮肤提供激励信号时，激活所述接收器电路以执行第一样本周期，从而产生所述响应信号的第一多个样本；
在所述接收器电路执行所述第一样本周期后，失活所述接收器电路；
在失活所述接收器电路后并且在所述激励电路被激活以向所述皮肤提供激励信号时，重新激活所述接收器电路以执行第二样本周期，从而产生响应信号的第二多个样本；
至少部分基于所述响应信号的第一多个样本来确定皮肤的电性能的第一值；和
至少部分基于所述响应信号的第二多个样本来确定皮肤的电性能的第二值。
项目2.项目1所述的测量系统，其中所述接收器电路被配置为执行包括以下的操作：
当所述激励信号位于响应信号周期的第一位置时，捕获所述第一多个样本的第一样本；
当所述激励信号位于响应信号周期的第二位置时，捕获所述第一多个样本的第二样本；
当所述激励信号位于响应信号周期的第一位置时，捕获所述第二多个样本的第一样本；和
当所述激励信号位于响应信号周期的第二位置时，捕获所述第二多个样本的第二样本。
项目3.项目1所述的测量系统，其中在所述激励电路激活后，所述第一样本周期在激励建立时间已经消逝之后执行。
项目4.项目1所述的测量系统，其中所述定序器电路进一步被配置为执行包括以下的操作:
在所述接收器电路执行所述第一样本周期后，失活所述激励电路；和
重新激活所述激励电路，其中重新激活接收器电路是在激励建立时间重新激活激励电路之后。
项目5.项目1所述的测量系统，还包括离散傅里叶变换(DFT)电路，被配置为至少部分基于第一多个样本来确定所述响应信号的DFT。
项目6.项目5所述的测量系统，其中所述DFT电路进一步被配置为产生对应于皮肤的欧姆电阻的响应信号的DFT的实数分量和对应于皮肤的电抗的DFT的虚数分量。
项目7.项目1所述的测量系统，其中所述接收器电路被配置为执行包括以下的操作：在所述第一样本周期期间过采样所述响应信号。
项目8.项目7所述的测量系统，其中ADC的采样频率是所述激励信号的频率的两倍以上。
项目9.项目7所述的测量系统，其中ADC的采样频率是所述激励信号的频率的至少四倍。
项目10.一种测量皮肤的电性能的方法，包括：
激活激励电路以向所述皮肤提供周期性激励信号，其中当被提供给所述皮肤时所述激励信号在所述皮肤中产生指示所述电性能的响应信号；
当所述激励电路被激活以向所述皮肤提供激励信号时，激活接收器电路以执行第一样本周期，从而产生所述响应信号的第一多个样本；
在所述接收器电路执行所述第一样本周期后，失活所述接收器电路；
在失活所述接收器电路后并且在所述激励电路被激活以向所述皮肤提供激励信号时，重新激活所述接收器电路以执行第二样本周期，从而产生响应信号的第二多个样本；
至少部分基于所述响应信号的第一多个样本来确定皮肤的电性能的第一值；和
至少部分基于所述响应信号的第二多个样本来确定皮肤的电性能的第二值。
项目11.项目10所述的方法，还包括：
当所述激励信号位于响应信号周期的第一位置时，捕获所述第一多个样本的第一样本；
当所述激励信号位于响应信号周期的第二位置时，捕获所述第一多个样本的第二样本；
当所述激励信号位于响应信号周期的第一位置时，捕获所述第二多个样本的第一样本；和
当所述激励信号位于响应信号周期的第二位置时，捕获所述第二多个样本的第二样本。
项目12.项目10所述的方法，还包括在所述激励电路激活后在执行所述第一样本周期之前，等待激励建立时间。
项目13.项目10所述的方法，还包括:
在所述接收器电路执行所述第一样本周期后，失活所述激励电路；和
重新激活所述激励电路，其中重新激活接收器电路是在激励建立时间重新激活激励电路之后。
项目14.项目10所述的方法，还包括至少部分基于第一多个样本来确定所述响应信号的DFT。
项目15.项目14所述的方法，还包括确定对应于皮肤的欧姆电阻的响应信号的DFT的实数分量和对应于皮肤的电抗的DFT的虚数分量。
项目16.项目10所述的方法，还包括在所述第一样本周期期间过采样所述响应信号。
项目17.项目16所述的方法，其中执行第一样本周期包括以超过所述激励信号的频率两倍以上来操作ADC。
项目18.项目16所述的方法，其中执行第一样本周期包括以超过所述激励信号的频率四倍以上来操作ADC。
项目19.一种用于测量皮肤的电性能的计算装置，包括：
处理器单元；
第一电极；
第二电极；和
与所述处理器单元、所述第一电极和所述第二电极通信的测量系统单元，其中所述测量系统单元包括：
包括数字波形发生器的激励电路，所述数字波形发生器用于产生周期性激励信号，所述周期性激励信号当被提供给所述皮肤时在所述皮肤中产生指示所述电性能的响应信号；
接收器电路，包括模数转换器(ADC)；和
定序器电路，被配置为执行包括以下的操作：
激活所述激励电路以向所述皮肤提供激励信号；
当所述激励电路被激活以向所述皮肤提供激励信号时，激活所述接收器电路以执行第一样本周期，从而产生所述响应信号的第一多个样本；
在所述接收器电路执行所述第一样本周期后，失活所述接收器电路；
在失活所述接收器电路后并且在所述激励电路被激活以向所述皮肤提供激励信号时，重新激活所述接收器电路以执行第二样本周期，从而产生响应信号的第二多个样本；
至少部分基于所述响应信号的第一多个样本来确定皮肤的电性能的第一值；和
至少部分基于所述响应信号的第二多个样本来确定皮肤的电性能的第二值。
项目20.项目19所述的计算装置，其中所述接收器电路被配置为执行包括以下的操作：
当所述激励信号位于响应信号周期的第一位置时，捕获所述第一多个样本的第一样本；
当所述激励信号位于响应信号周期的第二位置时，捕获所述第一多个样本的第二样本；
当所述激励信号位于响应信号周期的第一位置时，捕获所述第二多个样本的第一样本；和
当所述激励信号位于响应信号周期的第二位置时，捕获所述第二多个样本的第二样本。
以上描述旨在是说明性的而非限制性的。例如，上述示例(或其一个或多个方面)可以彼此组合使用。本领域普通技术人员在查看以上描述时可以使用其他实施例。摘要提供符合37C.F.R.§1.72(b)，允许读者快速确定技术公开的性质。提交时的理解是，它不会被用来解释或限制权利要求的范围或含义。而且，在上面的详细描述中，各种特征可以被组合在一起以简化本公开。这不应被解释为意图无理要求披露的功能对任何索赔都是必不可少的。相反，发明主题可能在于少于特定公开实施例的所有特征。因此，以下权利要求由此作为示例或实施例并入到具体实施方式中，其中每个权利要求独立作为单独的实施例，并且预期这些实施例可以以各种组合或置换相互组合。本发明的范围应该参考所附权利要求以及这些权利要求的等同物的全部范围来确定。

Claims (17)

1.一种用于测量材料的电性能的测量系统，包括：
包括数字波形发生器的激励电路，所述数字波形发生器用于产生周期性激励信号，所述周期性激励信号当被提供给所述材料时在所述材料中产生指示所述电性能的响应信号；
接收器电路，包括模数转换器(ADC)；和
定序器电路，被配置为执行包括以下的操作：
激活所述激励电路以向所述材料提供所述激励信号；
当所述激励电路被激活以向所述材料提供所述激励信号时，激活所述接收器电路以执行第一样本周期，从而产生所述响应信号的第一多个样本，其中在所述第一样本周期期间，所述接收器电路对所述响应信号过采样；
在所述接收器电路执行所述第一样本周期后，失活所述接收器电路；
在所述接收器电路执行所述第一样本周期后，失活所述激励电路；
在失活所述接收器电路和失活所述激励电路后，并且在所述激励电路被重新激活以向所述材料提供所述激励信号时，重新激活所述接收器电路以执行第二样本周期，从而产生所述响应信号的第二多个样本；
至少部分基于所述响应信号的第一多个样本来确定所述材料的电性能的第一值；和
至少部分基于所述响应信号的第二多个样本来确定所述材料的电性能的第二值,
其中所述激励电路被配置为在所述第一样本周期和/或第二样本周期执行之前对于激励建立周期维持所述激励信号。
2.权利要求1所述的测量系统，其中所述材料是皮肤。
3.权利要求1至2中任一项所述的测量系统，其中所述接收器电路被配置为执行包括以下的操作：
当所述激励信号位于响应信号周期的第一位置时，捕获所述第一多个样本的第一样本；
当所述激励信号位于响应信号周期的第二位置时，捕获所述第一多个样本的第二样本；
当所述激励信号位于响应信号周期的第一位置时，捕获所述第二多个样本的第一样本；和
当所述激励信号位于响应信号周期的第二位置时，捕获所述第二多个样本的第二样本。
4.权利要求1所述的测量系统，其中在所述激励电路激活后，在激励建立时间已经消逝之后，执行所述第一样本周期。
5.权利要求1至2中任一项所述的测量系统，其中重新激活接收器电路是隔着激励建立时间在所述激励电路的重新激活之后。
6.权利要求1至2中任一项所述的测量系统，还包括离散傅里叶变换DFT电路，被配置为至少部分基于所述第一多个样本来确定所述响应信号的离散傅里叶变换。
7.权利要求6所述的测量系统，其中所述DFT电路进一步被配置为产生对应于皮肤的欧姆电阻的所述响应信号的离散傅里叶变换的实数分量和对应于皮肤的电抗的所述离散傅里叶变换的虚数分量。
8.一种测量材料的电性能的方法，包括：
激活激励电路以向所述材料提供周期性激励信号，其中当被提供给所述材料时所述激励信号在所述材料中产生指示所述电性能的响应信号；
当所述激励电路被激活以向所述材料提供所述激励信号时，激活接收器电路以执行第一样本周期，从而产生所述响应信号的第一多个样本；
在所述第一样本周期期间，对所述响应信号过采样；
在所述接收器电路执行所述第一样本周期后，失活所述接收器电路；
在所述接收器电路执行所述第一样本周期后，失活所述激励电路；
在失活所述接收器电路和失活所述激励电路后，并且在所述激励电路被重新激活以向所述材料提供所述激励信号时，重新激活所述接收器电路以执行第二样本周期，从而产生所述响应信号的第二多个样本；
至少部分基于所述响应信号的所述第一多个样本来确定所述材料的电性能的第一值；和
至少部分基于所述响应信号的所述第二多个样本来确定所述材料的电性能的第二值,
所述方法还包括：在执行所述第一样本周期和/或所述第二样本周期之前，对于激励建立周期维持所述激励信号。
9.权利要求8所述的方法，其中所述材料是皮肤。
10.权利要求8至9中任一项所述的方法，还包括：
当所述激励信号位于响应信号周期的第一位置时，捕获所述第一多个样本的第一样本；
当所述激励信号位于响应信号周期的第二位置时，捕获所述第一多个样本的第二样本；
当所述激励信号位于响应信号周期的第一位置时，捕获所述第二多个样本的第一样本；和
当所述激励信号位于响应信号周期的第二位置时，捕获所述第二多个样本的第二样本。
11.权利要求8至9中任一项所述的方法，还包括在所述激励电路激活后在执行所述第一样本周期之前，等待激励建立时间。
12.权利要求8至9中任一项所述的方法，重新激活接收器电路隔着激励建立时间在激励电路的重新激活之后。
13.权利要求8至9中任一项所述的方法，还包括至少部分基于所述第一多个样本来确定所述响应信号的离散傅里叶变换。
14.权利要求13所述的方法，还包括确定对应于皮肤的欧姆电阻的所述响应信号的离散傅里叶变换的实数分量和对应于皮肤的电抗的所述离散傅里叶变换的虚数分量。
15.权利要求8至9中任一项所述的方法，还包括在激活所述激励电路之后在所述第一样本周期和/或第二样本周期执行之前，对于激励建立周期维持所述激励信号。
16.权利要求15所述的方法，其中执行第一样本周期包括以超过所述激励信号的频率的两倍的频率来操作ADC。
17.权利要求15所述的方法，其中执行第一样本周期包括以超过所述激励信号的频率的四倍的频率来操作ADC。
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