衔接/参阅器材
ADAS1000集成呼吸与脉息检测的心电图（ECG）前端
ADP151超低噪声、200 mA CMOS线性稳压器
评价和规划支撑
电路评价板
评价板（EVAL-ADAS1000SDZ）
体系演示渠道（EVAL-SDP-CB1Z）
规划和集成文件
原理图、布局文件、物料清单
电路功用与优势
本电路是高度集成的心电图（ECG）前端，用于电池供电式患者监护运用。图1显现典型5导联（4个肢体导联和1个心前胸导联）ECG丈量体系物理衔接的顶层框图，该体系集成了呼吸与脉息检测功用。这种装备一般用于便携式遥测ECG丈量或线路供电式床边仪器的最小导联设置。
在皮肤外表丈量时，ECG信号起伏较小，一般为1 mV.有关患者的健康及其它参数的重要信息都蕴藏在那个小信号之中，因而要求器材具有μV级的丈量灵敏度。就体系而言，许多医疗规范都要求最大噪声不超越30μV p-p；但是，规划人员一般把这一数值定的更低。因而，规划满意体系层面需求的处理计划时，有必要考虑一切的噪声源。
ADAS1000的额外噪声功用针对多种不同的作业环境。电源须经过规划，保证不会下降全体功用。挑选ADP151线性稳压器是因为它的超低噪声功用（9μV rms典型值，10 Hz至100 kHz），合作ADAS1000的电源按捺功用，可保证ADP151发生的噪声不影响全体噪声功用。
图1.用于典型4电极+ RLD或5导联装备的ADAS1000简化功用框图（未显现一切衔接和去耦）
电路描绘
ADAS1000五电极ECG模仿前端（AFE）处理新一代低功耗、低噪声、高功用系留式和便携式ECG体系带来的应战。
ADAS1000是一款高度集成的芯片，由五个电极输入和一个专用右腿驱动（RLD）输出参阅电极组成，专为监控与确诊级ECG丈量而规划。
除了支撑监控ECG信号的根本元件，ADAS1000还装备了呼吸丈量（胸阻抗丈量）、起搏伪像检测、导联/电极衔接状况以及内部校准等功用。
单个ADAS1000支撑5个电极输入，轻松进行传统的6导联ECG丈量。并联第二个ADAS1000从机设备便可将体系调理到真实的12导联丈量（由9个电极和1个RLD组成），若参加多个从机设备（3个或更多），便可将体系调理到15导联丈量乃至更多。
呼吸 ADAS1000集成用于在46 kHz至64 kHz的可编程频率下进行呼吸驱动的数模转换器（DAC），以及用于简化这一杂乱丈量进程的模数转换器（ADC）。丈量信号经解调，转换为起伏和相位信息，可据此确认相应的呼吸信息，然后得到具体的线缆参数。本电路运用内部电容时分辨率为200 mΩ，运用外部%&&&&&%时具有较高的分辨率（200 mΩ）。电路具有灵敏的开关计划，答应丈量三个导联中的一个（I、II或III）。
起搏检测算法起搏检测算法在四根或许的导联线（I、II、III或aVF）中的三根上运转三个数字算法实例。它与内部抽取和滤波并行针对高频心电图数据运转。该算法规划用于检测并丈量宽度规模从100 μs到2 ms、起伏从400 μV到1000 mV的起搏伪像。ADAS1000回来一个标志，用以表明是在一根仍是多根导联线上检测到起搏信号，一起回来检测到信号的高度和宽度。当用户希望运转自己的数字起搏算法时，ADAS1000供给了一个高速起搏接口，以极快的数据速率（128 kHz）供给ECG数据，与此一起，规范接口上经过滤波和抽取的ECG数据坚持不变。
低功耗 ADAS1000针对低功耗规划，仅需21 mW便可进行5个ECG电极的丈量。若需进一步下降电池供电式动态心电和遥测仪等运用的全体功耗，一切未用到的通道和特性都可轻松禁用，以便进一步将单个ECG导联的功耗下降至11 mW.
低噪声
若需在不同条件下进行正确确诊，则低噪声功用至关重要。终端设备需求借助于ADAS1000的噪声功用，以契合监管规范。ADAS1000答应在噪声功用、功耗以及数据速率之间进行权衡取舍，适宜用于多种产品之中。在功耗并非首要问题的线路供电式ECG体系中，ADAS1000的功用相同十分超卓。
运用器材的高功用方法可优化其噪声功用，该方法下片上SAR ADC的采样速率上升至2 MSPS，因而具有更高的信噪比（SNR）。
灵敏的数据速率
规范串行接口可输出一切ECG相关信息，包含导联掉落状况、起搏、呼吸和其它辅佐功用。总称“包”或“帧”的很多32位或16位数据字经过数据总线的串行SDO引脚输出。供给不同的数据帧速率（2 kHz、16 kHz或128 kHz），保证终究简化数据收集使命。最低的数据速率（2 kHz）可完成更多抽取功用，而且针对低噪声功用优化了帧数据速率。还可在跳动方法下读取数据，该方法每次都在第二或第三个字时从设备读取包或帧。数据速率最低为500 Hz.
ADAS1000评价板衔接SDP板的相片见图2.
评价板规划为供给1导联至12导联ECG丈量。
图2. ADAS1000评价板/SDP板（EVAL-SDP-CB1Z）
用于便携式ECG运用中的电池
用于便携式ECG设备中的电池品种各异，在某些情况下或许会用AA或AAA电池，便利替换或充电。
电池添加了仪器仪表的全体分量。因为患者的舒适度十分重要，因而削减全体处理计划的尺度和分量并坚持电池寿数就成了便携式ECG运用的首要考量要素。
最新产品倾向于运用化学电池，如锂离子电池，而且电池供电时刻可从几小时到几天，具体时刻视产品而定。
电池电压规模取决于体系中元器材的电源规模。ADAS1000需求3.3 V的AVDD.因而，若运用了ADP151稳压器，则电池有必要供给至少3.7 V的电源，所需裕量为400 mV.锂离子或锂聚合物电池的标称电压为3.7 V；但是，放电电压大约为3.2 V.因而，需求两个仓库保证ADP151到达3.7 V的最小电压。
挑选适宜的电源处理计划ADAS1000至少需求两条供电轨——AVDD和IOVDD.如表1所示，ADCVDD和DVDD供电轨是可选的；运用ADAS1000集成的片上LDO，可分别从AVDD或IOVDD供电轨获取电源。
表1. ADAS1000所需的电源
AVDD和IOVDD在评价板上由3.3 V电源供电。为IOVDD供电轨挑选3.3 V，以坚持与EVAL-SDP-CB1Z上的SPORT接口兼容。若需求与作业在较低电源电压下的微控制器接口，则IOVDD电源电压可低至1.65 V.
或许，假如需求电源功率更高的处理计划，可经过ADAS1000上的硬件引脚（VREG_EN）禁用ADCVDD和DVDD内部供电轨，以便经过外部电源驱动ADCVDD和DVDD供电轨。因为ADCVDD供电轨在片上为ADC供电，有必要尽量坚持其洁净，而且必定不能与含有噪声的数字电源一起运用。
依据具体的作业方法，为单个ADAS1000供电的AVDD供电轨电源电流一般在8 mA和15 mA之间，并使能一切5路通道；可禁用不作业的通道以下降功耗。
专用的ADP151一起作用于评价板上的AVDD和IOVDD电源。留意每个ADP151都可驱动200 mA电流，因而可为体系内的其它元器材供电。ADP151稳压器的输入来自电路板上供其它用处的5 V供电轨。
参加恰当的滤波后，单个ADP151即可一起供给AVDD和IOVDD供电轨的电源，保证AVDD供电轨不受IOVDD供电轨上的任何数字噪声影响。
EVAL-ADAS1000SDZ评价板规划成能够以大约250 mA为EVAL-SDP-CB1Z板供给所需的5 V电源。ADP2503降压/升压DC-DC转换器可由衔接板卡的4.5 V至5.5 V输入电源发生5 V供电轨。
若该硬件衔接SDP板并由电池供电，则总功耗将很快耗尽电池的电量。
常见改变
ADAS1000系列中的其它引脚兼容型ECG前端供给的功用较少。例如，ADAS1000-4是3通道版别，带脉息与呼吸检测功用；ADAS1000-3供给3路ECG通道但不带脉息或呼吸检测功用。ADAS1000-2是配套器材，具有5路ECG通道，适用于组合装备方法，支撑12导联ECG丈量（9个ECG电极和1个RLD）。表2列出了该系列各产品间的差异。这些产品系列保证了灵敏的装备，可从较少的导联数一路扩展至15导联丈量，乃至更多。
可将DC-DC转换器用于电源以取得更高的功率，但需谨慎布局布线并防止纹波噪声。
表2. ADAS1000系列不同产品的功用概览
主接口针对希望运用自有数字起搏算法的用户而供给，拜见ADAS1000数据手册中的“第二串行接口”部分。
电路评价与测验
设备列表
需求以下设备：
EVAL-ADAS1000SDZ套件，包含EVALADAS1000SDZ评价板、5 V壁式电源、含有ADAS1000评价软件的CD
EVAL-SDP-CB1Z体系演示板
集成USB端口的PC，且已装置ADAS1000评价软件
可用于信号捕捉的患者仿真器或函数发生器
有关怎么运用ADAS1000评价板的具体阐明，请参阅ADAS1000SDZ用户攻略。图3显现运用评价板软件的典型屏幕截图，评价板衔接患者仿真器。
图3.衔接患者仿真器的ADAS1000屏幕截图，心率= 70 BPM
噪声丈量评价板软件用于捕获选用ADAS1000评价板时ECG导联途径的峰峰值噪声功用。成果如图4所示。器材装备条件如下：
增益设置为1.4
ADC采样速率为2 MSPS（高功用方法）
数据速率为2 kHz
在数字导联方法下装备（数字核算型导联）
ECG通道衔接1.3 V内部测验音
图4.运用ADAS1000评价板和评价软件时导联方法下ADAS1000噪声丈量的屏幕截图
x轴表明时刻，显现几秒内的信号捕获；y轴的单位为μV，表明这些条件下，信号在±7μV规模内改变的噪声功用。这与希望的ADAS1000功用共同，而且与运用低噪声线性台式电源时相同硬件上的功用适当。它证明了评价板上的ADP151电源电路并未导致ADAS1000全体噪声的明显添加。
运用本评价板和电路笔记的条件
有关完好的免责声明，请参阅ADAS1000SDZ用户攻略。
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