ADS1294、ADS1296、ADS1298（ADS129x）和ADS1294R、ADS1296R ADS1298R（ADS129xR）是一系列多通道、同時采樣、24位、δσ（ΔΣ）模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），內(nèi)置可編程增益放大器（PGA）、內(nèi)部參考和板載振蕩器。ADS129x和ADS129xR包含了醫(yī)療心電圖（ECG）和腦電圖（EEG）應(yīng)用中常見的所有功能。憑借高度集成度和卓越性能，ADS129x和ADS129xR能夠以顯著降低體積、功耗和整體成本的可擴展醫(yī)療儀器系統(tǒng)開發(fā)。
*附件：ads1296.pdf

ADS129x和ADS129xR每個信道配備一個靈活的輸入復(fù)用器（多工器），可獨立連接到內(nèi)部生成的信號，用于測試、溫度和引線檢測。此外，輸入通道的任何配置都可以選擇用于推導(dǎo)右腳驅(qū)動（RLD）輸出信號。ADS129x 和 ADS129xR 的數(shù)據(jù)速率高達(dá) 32 kSPS，從而實現(xiàn)軟件節(jié)奏檢測。引線檢測可以在器件內(nèi)部實現(xiàn)，可以通過上拉或下拉電阻，或激勵電流匯或源電路實現(xiàn)。三臺集成放大器產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)12導(dǎo)聯(lián)心電圖所需的Wilson中央終端（WCT）和Goldberger中央終端（GCT）。ADS129xR版本包含完全集成的呼吸阻抗測量功能。多個 ADS129x 和 ADS129xR 設(shè)備可以在高通道數(shù)量系統(tǒng)中串聯(lián)，采用菊花鏈?zhǔn)脚渲谩?/p>

套件選項包括一臺小型8毫米×8毫米64球BGA和TQFP-64。ADS129x BGA版本的商業(yè)溫度范圍為0°C至70°C。 ADS129xR BGA和ADS129x TQFP版本的工業(yè)溫度范圍為–40°C至+85°C。

特性

• 八臺低噪聲PGA和八臺高分辨率ADC（ADS1298，ADS1298R）
• 低功率：0.75 mW/通道
• 輸入?yún)⒖荚肼暎? μV PP （150 Hz BW，G = 6）
• 輸入偏置電流：200 pA
• 數(shù)據(jù)速率：250 SPS 至 32 kSPS
• CMRR：–115 dB
• 可編程增益：1、2、3、4、6、8或12
• 支持符合AAMI EC11、EC13、IEC60601-1、IEC60601-2-27和IEC60601-2-51標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)
• 單極或雙極電源：
  • AVDD = 2.7 V 至 5.25 V
  • DVDD = 1.65 V 至 3.6 V
• 內(nèi)置右腿驅(qū)動放大器，引線檢測，Wilson中心端子，配速檢測，測試信號
• 綜合呼吸阻抗測量
• 數(shù)字配速檢測能力
• 內(nèi)置振蕩器和參考
• 兼容SPI?的串行接口

參數(shù)

方框圖

ADS129x（ADS1294/6/8）與 ADS129xR（ADS1294R/6R/8R）是德州儀器（TI）推出的低功耗高精度模擬前端（AFE）系列，核心優(yōu)勢為 24 位高分辨率、醫(yī)療專用功能集成與寬溫適配，集成可編程增益放大器（PGA）、ΔΣ ADC 及完整 ECG/EEG 專用模塊，符合 AAMI EC11、IEC60601 等醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)，適配高精度生物電位測量場景。

一、核心產(chǎn)品參數(shù)

1. 基礎(chǔ)性能指標(biāo)

• 通道與精度 ：ADS1294（4 通道）、ADS1296（6 通道）、ADS1298（8 通道），均為 24 位分辨率；積分非線性（INL）典型值 8 ppm，增益誤差 ±0.5% FS，通道間增益匹配 0.3% FS，精度一致性優(yōu)異。
• 輸入與噪聲 ：可編程增益 1/2/3/4/6/8/12 檔，增益 = 6 時輸入?yún)⒖荚肼?4 μVPP（150Hz 帶寬）；輸入偏置電流 200 pA，輸入阻抗≥1 GΩ，適配高阻抗生物電極。
• 動態(tài)性能 ：共模抑制比（CMRR）-115 dB（50/60Hz），電源抑制比（PSRR）90 dB，串?dāng)_ - 126 dB，抗干擾能力強；信號 - to - 噪聲比（SNR）112 dB，總諧波失真（THD）-98 dB，動態(tài)性能穩(wěn)定。
• 功耗與數(shù)據(jù)率 ：單通道功耗 0.75 mW，支持高分辨率（HR）與低功耗（LP）雙模式；數(shù)據(jù)率 250 SPS~32 kSPS 可調(diào)，支持連續(xù) / 單觸發(fā)采樣模式。

2. 環(huán)境與封裝

• 工作溫度：ADS129x 商業(yè)級（0°C70°C），ADS129xR 工業(yè)級（-40°C85°C），覆蓋多場景溫度需求；
• 封裝形式：64 引腳 TQFP/BGA 封裝，RoHS 兼容，引腳鍍層為 NIPDAU/SNAGCU，MSL 等級 3，峰值回流溫度 260°C；
• ESD 防護(hù)：人體模型（HBM）±2 kV，充電設(shè)備模型（CDM）±500 V，防護(hù)性能適配醫(yī)療設(shè)備操作環(huán)境。

二、關(guān)鍵功能特性

1. 醫(yī)療專用集成功能

• 右腿驅(qū)動（RLD）：集成 RLD 放大器，支持自定義電極通道組合生成驅(qū)動信號，可選擇內(nèi)部 / 外部參考電壓，抑制共模干擾。
• 導(dǎo)聯(lián)脫落檢測：支持直流（6/12/18/24 nA 電流源）與交流兩種檢測模式，可單獨配置各通道正負(fù)電極檢測，狀態(tài)通過寄存器實時反饋。
• 威爾遜中心終端（WCT）：集成 3 個低噪聲放大器，生成 12 導(dǎo)聯(lián) ECG 所需的 WCT 參考電壓，支持 1/2/3 電極平均模式，噪聲低至 330 nV RMS。
• 起搏檢測：支持軟硬件雙模式，硬件模式通過 TESTP/TESTN 引腳輸出 PGA 信號至外部電路，軟件模式利用 32 kSPS 高采樣率實現(xiàn)脈沖檢測。
• 呼吸測量（僅 ADS129xR）：集成阻抗呼吸測量模塊，支持內(nèi)部 / 外部調(diào)制信號，測量噪聲低至 20 mΩPP，適配呼吸頻率監(jiān)測。

2. 靈活配置與接口

• 電源與參考：模擬電源 2.7V5.25V，數(shù)字電源 1.65V3.6V，支持單極性 / 雙極性供電；內(nèi)置 2.4V/4V 可編程參考源，也可外接低噪聲參考。
• 控制接口：SPI 兼容串行接口，支持連續(xù)讀數(shù)據(jù)（RDATAC）與單次讀數(shù)據(jù)（RDATA）模式；4 個 GPIO 引腳，可配置為輸入 / 輸出，支持多設(shè)備級聯(lián)（菊花鏈模式）。
• 輔助功能：內(nèi)置溫度傳感器（490 μV/°C）、內(nèi)部測試信號（幅度 / 頻率可編程），支持電源電壓、偏移電壓測量，便于系統(tǒng)校準(zhǔn)與診斷。

三、應(yīng)用與設(shè)計要點

1. 典型應(yīng)用場景

• 醫(yī)療設(shè)備：患者監(jiān)護(hù)儀、動態(tài)心電圖（Holter）、除顫儀（AED）、睡眠監(jiān)測設(shè)備、腦電雙頻指數(shù)（BIS）監(jiān)測儀；
• 生物信號采集：腦電圖（EEG）、肌電圖（EMG）、誘發(fā)電位測量；
• 高精度數(shù)據(jù)采集：多通道低噪聲信號采集系統(tǒng)、便攜式醫(yī)療儀器。

2. 硬件設(shè)計建議

• 供電與去耦 ：模擬電源（AVDD）與數(shù)字電源（DVDD）獨立供電，電源引腳就近放置 0.1 μF 陶瓷電容 + 1 μF 鉭電容去耦，模擬地（AVSS）與數(shù)字地（DGND）單點連接，減少噪聲耦合。
• 電極接口：輸入串接 5 kΩ 保護(hù)電阻與 10 pF 濾波電容，形成 EMI 防護(hù)電路；RLD 引腳外接 1 MΩ 電阻與 1.5 nF 電容，穩(wěn)定反饋環(huán)路。
• 布局規(guī)范：模擬信號與數(shù)字信號分區(qū)布線，電極輸入線短且屏蔽，避免與數(shù)字時鐘線交叉；裸露焊盤（BGA 封裝）焊接至接地平面，提升散熱與抗干擾性能。

3. 軟件與配置

• 寄存器配置：通過 SPI 接口配置通道增益、數(shù)據(jù)率、RLD / 導(dǎo)聯(lián)脫落檢測、呼吸測量等功能，支持寄存器讀回驗證；提供喚醒、待機、復(fù)位等系統(tǒng)命令，便于功耗管理。
• 工作模式：支持高分辨率（HR）與低功耗（LP）模式切換，HR 模式優(yōu)化動態(tài)性能，LP 模式降低功耗；支持連續(xù)采樣與單觸發(fā)采樣，適配不同數(shù)據(jù)采集需求。
• 多設(shè)備協(xié)同：支持菊花鏈級聯(lián)，可通過 START 引腳同步多設(shè)備采樣，適配高通道數(shù)系統(tǒng)擴展。

四、產(chǎn)品優(yōu)勢與選型適配

• 核心優(yōu)勢：24 位高分辨率適配弱生物信號采集；醫(yī)療功能高度集成，簡化設(shè)備設(shè)計；ADS129xR 系列支持呼吸測量與工業(yè)級寬溫，適配嚴(yán)苛場景；支持多設(shè)備級聯(lián)，通道擴展性強。
• 選型建議：4 通道需求選 ADS1294/1294R，6 通道選 ADS1296/1296R，8 通道選 ADS1298/1298R；需呼吸測量或?qū)挏毓ぷ鬟x R 系列；低功耗場景優(yōu)先啟用 LP 模式。