PDF《低功耗、5电极 心电图（ECG）模拟前端》

ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 低功耗、5电极 心电图(ECG)模拟前端 产品特性 生物电信号输入,数字信号输出 5个采集(ECG)通道和1个受驱导联 IC并行可用于10多个电极的测量 主器件ADAS1000或ADAS1000-1与从器件ADAS1000-2 一起使用 交流和直流导联脱落检测 3个导联内置起搏信号检测算法 支持使用者起博信号 胸阻抗测量(内部/外部路径) 可选参考导联 可调噪声与功耗控制,关断模式 低功耗

11 mW(1导联),15 mW(3导联),21 mW(所有电极) 提供导联或电极数据 支持以下标准:AAMI EC11:1991/(R)2001/(R)

2007、AAMI EC38 R

2007、EC13:2002/(R)

2007、IEC60601-1 ed.

3.0 b:

2005、 IEC60601-2-25ed.2.0:

2011、IEC60601-2-27ed.2.0b:

2005、 IEC60601-2-51 ed. 1.0 b:

2005 快速过载恢复 低速或高速数据输出速率 串行接口:SPI/QSPI?/DSP兼容 56引脚LFCSP封装(9 mm *

9 mm) 64引脚LQFP封装(主体尺寸10 mm *

10 mm) 应用 ECG:监护和诊断 床边病人监护、便携式遥测、动态心电监护仪、自动体外 除颤器(AED)、心脏除颤器、便携式监护仪、心脏起搏器 编程器、病人运送、压力测试 概述 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2能够测量心电图 (ECG)信号、胸阻抗、起搏器脉冲及导联连接/脱落状态, 并将此信息以数据帧的形式输出,以可编程数据速率提供 导联.它具有低功耗和小尺寸特性,适合电池供电的便携 式应用.它还是一款高性能器件,适用于高端诊断设备. ADAS1000是全功能的5通道ECG,集成了呼吸和脉搏检测 功能;

ADAS1000-1是在ADAS1000的基础上去掉了呼吸和 起搏器检测功能.ADAS1000-2仅可作为从片并提供5路心 电采集通道(无呼吸、起搏以及右腿驱动等功能)ADAS1000/ ADAS1000-1/ADAS1000-2旨在简化采集并确保高质量ECG 信号的任务. 这些器件针对生物电信号应用提供了一种低功耗、小型数 据采集系统.它还具有一些有助于提高ECG信号的采集质 量辅助特性,包括:灵活的导联配置模式(如经典的Wilson 导联体系、单端导联模式等)、可选的参考驱动、快速过载 恢复、能提供幅度和相位信息输出的灵活呼吸电路、三通 道起搏检测及算法,以及交流或直流导联脱落检测选项. 多个数字输出选项则确保监控和分析信号的灵活性. ADAS1000能够提供丰富的、高精度的数据输出给后端的 心电算法平台,如DSP、FPGA以及各种MCU. 为了满足各种ECG应用,ADAS1000/ADAS1000-1/ ADAS1000-2采用一种灵活的架构.提供两种模式供用户选 择,高性能模式和低功耗模式,高性能模式满足用户对性 能的需求但是功耗要比低功耗模式高些. 为了简化制造测试、开发以及提供整体上电测试,ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2具备许多特性,例如:通过校准DAC提供直流和交流测试激励、CRC冗余测 试,以及对所有相关寄存器地址空间的回读功能. 输入结构为差分放大器输入,允许用户选择不同配置方案 来实现最佳应用. ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2提供两种封装选项: 56引脚LFCSP和64引脚LQFP;

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80 目录 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 特性.1 应用.1 概述.1 修订历史.2 功能框图.3 技术规格.4 噪声性能.9 时序特性.10 绝对最大额定值.13 热阻

13 ESD警告.13 引脚配置和功能描述.14 典型性能参数

18 应用信息.25 概览

25 ECG输入―电极/导联.28 ECG通道.29 电极/导联信息和输入级配置

30 除颤器保护

33 ESIS滤波

33 ECG路径输入复用

33 共模选择和均值.34 威尔逊中心电端(WCT)35 右腿驱动/参考驱动.35 校准DAC

36 增益校准.36 导联脱落检测.36 屏蔽驱动器

36 呼吸(仅限ADAS1000型号)37 评估呼吸性能.39 扩展开关导通呼吸路径

39 起搏脉冲检测功能(仅限ADAS1000)40 双心室起搏器.42 起博检测测量.42 评估起搏检测性能

43 起搏延迟.43 通过第二串行接口进行起搏检测 (仅限ADAS1000和ADAS1000-1)43 滤波

43 基准电压源

45 组合工作模式.45 组合模式下的接口

47 串行接口.48 标准串行接口.48 第二串行接口.52 RESET.52 PD 功能.52 SPI输出帧结构(ECG和状态数据)53 SPI寄存器定义和存储器映射

54 控制寄存器详述.55 与ADAS1000接口示例.72 软件流程图

75 电源、接地和去耦策略

76 AVDD.76 ADCVDD和DVDD电源.76 未用引脚/路径

76 布局建议.76 外形尺寸.77 订购指南.78 修订历史 2013年1月―修订版0至修订版A 更改 特性 部分.1 更改表1

3 更改表2 激励电流 参数的 测试条件/注释 栏5增加表3,重新排序

9 更改呼吸(仅限ADAS1000型号)部分、图66和 内部呼吸电容部分

37 更改图67.38 更改图68.39 增加 评估起搏检测性能 部分

43 增加表15.47 更改时钟部分

51 更改表28的RESPAMP名称、功能.57 更改表30中的位[14:9]、功能

59 更改 订购指南

78 2012年8月―修订版0:初始版 Rev. A | Page

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80 功能框图 图1. ADAS1000全功能型号 表1. ADAS1000系列特性概览 型号 ECG 操作 右腿驱动 呼吸 起搏检测 屏蔽驱动器 主接口1 封装选项 ADAS1000 5个ECG通道 主/从是是是是是LFCSP, LQFP ADAS1000-1 5个ECG通道 主/从是是是LFCSP ADAS1000-22 5个ECG通道 从LFCSP, LQFP ADAS1000-3 5个ECG通道 主/从是是是LFCSP, LQFP ADAS1000-4 5个ECG通道 主/从是是是是是LFCSP, LQFP ELECTRODES *5 VREF REFOUT REFIN CAL_DAC_IO AMP ADC RESPIRATION PATH MUXES AC LEAD-OFF DAC CALIBRATION DAC AMP ADC 5* ECG PATH FILTERS, CONTROL, AND INTERFACE LOGIC PACE DETECTION CS SCLK SDI SDO DRDY GPIO3 GPIO1/MSCLK GPIO2/MSDO GPIO0/MCS AC LEAD-OFF DETECTION C + COMMON- MODE AMP RLD_SJ DRIVEN LEAD AMP SHIELD DRIVE AMP SHIELD RLD_OUT CM_IN XTAL1 XTAL2 IOVDD CLOCK GEN/OSC/ EXTERNAL CLK SOURCE EXT_RESP_LA EXT_RESP_LL VCM_REF (1.3V) CLK_IO AVDD ADCVDD DVDD EXT_RESP_RA CM_OUT/WCT 10k? ADCVDD, DVDD 1.8V REGULATORS ADAS1000 BUFFER RESPIRATION DAC 09660-001

1 主接口针对希望使用自有数字起搏算法的用户而提供,参见 第二串行接口 部分.

2 这是一款补充器件,用于提供更多通道.它具有主器件的一部分特性,不能独立使用,可以与任何主器件一同使用. ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 Rev.

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80 技术规格 表2. 参数 最小值 典型值 最大值 单位 测试条件/注释 ECG通道 这些规格适用于以下引脚:ECG1_LA、ECG2_LL、 ECG3_RA、ECG4_V

1、ECG5_V

2、CM_IN(CE模式)、 EXT_RESP_xx引脚(用于扩展开关模式) 电极输入范围 与电源无关 0.3 1.3 2.3 V GAIN 0(增益设置 *1.4) 0.63 1.3 1.97 V GAIN 1(增益设置 *2.1) 0.8 1.3 1.8 V GAIN 2(增益设置 *2.8) 0.97 1.3 1.63 V GAIN 3(增益设置 *4.2) 输入偏置电流 ?40 ±1 +40 nA 与各电极输入相关;

整个工作范围内;

直流和交流 导联脱落禁用 ?200 +200 nA AGND至AVDD 输入失调 ?7 mV 电极/矢量模式,VCM = VCM_REF GAIN

3 ?7 mV GAIN

2 ?15 mV GAIN

1 ?22 mV GAIN

0 输入失调温度系数1 ±2 输入放大器输入 阻抗2 1||10 G?||pF

10 Hz时 共模抑制比(CMRR)2

105 110 dB

51 KΩ 输入不平衡,60 Hz,±300 mV极化电压;

依........