ADAS1000系列：低功耗五電極心電圖模擬前端的卓越之選

在醫(yī)療電子領(lǐng)域，心電圖（ECG）監(jiān)測(cè)設(shè)備的性能至關(guān)重要。ADAS1000/ADAS1000 - 1/ADAS1000 - 2作為低功耗五電極心電圖模擬前端，為醫(yī)療設(shè)備設(shè)計(jì)帶來(lái)了諸多優(yōu)勢(shì)。下面我們就來(lái)深入了解一下這一系列產(chǎn)品。

文件下載：ADAS1000.pdf

產(chǎn)品特性亮點(diǎn)

信號(hào)處理與輸出

ADAS1000系列能夠?qū)⑸镫娢恍盘?hào)輸入并轉(zhuǎn)換為數(shù)字化信號(hào)輸出，具備5個(gè)采集（ECG）通道和一個(gè)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)聯(lián)。還支持并行IC，可實(shí)現(xiàn)多達(dá)10個(gè)以上電極的測(cè)量，通過(guò)主ADAS1000或ADAS1000 - 1與從ADAS1000 - 2配合使用，滿足不同的應(yīng)用需求。

功能檢測(cè)

具備AC和DC導(dǎo)聯(lián)脫落檢測(cè)功能，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電極與患者接觸不良的情況。同時(shí)，支持內(nèi)部起搏檢測(cè)算法，可在3個(gè)導(dǎo)聯(lián)上進(jìn)行檢測(cè)，并且允許用戶使用自己的起搏算法。此外，還能進(jìn)行胸腔阻抗測(cè)量，有內(nèi)部和外部路徑可選。

性能優(yōu)勢(shì)

具有可選的參考導(dǎo)聯(lián)，可實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展的噪聲與功率控制以及多種掉電模式。功耗較低，1個(gè)導(dǎo)聯(lián)時(shí)為11 mW，3個(gè)導(dǎo)聯(lián)時(shí)為15 mW，所有電極啟用時(shí)為21 mW。支持多種標(biāo)準(zhǔn)，如AAMI EC11:1991/(R)2001/(R)2007、AAMI EC38 R2007等，保證了產(chǎn)品在醫(yī)療應(yīng)用中的合規(guī)性。具備快速過(guò)載恢復(fù)能力，提供低或高速數(shù)據(jù)輸出速率，并且采用了與SPI - /QSPI? - /DSP兼容的串行接口。

封裝形式

提供56引腳LFCSP封裝（9 mm × 9 mm）和64引腳LQFP封裝（10 mm × 10 mm）兩種選擇，適用于不同的設(shè)計(jì)需求。

工作原理與結(jié)構(gòu)

整體功能

ADAS1000系列能夠測(cè)量心電圖信號(hào)、胸腔阻抗、起搏偽像以及導(dǎo)聯(lián)連接/脫落狀態(tài)，并以數(shù)據(jù)幀的形式輸出這些信息，可提供導(dǎo)聯(lián)/向量或電極數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)速率可編程。其低功耗和小尺寸的特點(diǎn)使其適用于便攜式、電池供電的應(yīng)用，同時(shí)高性能也使其能夠滿足高端診斷設(shè)備的需求。

不同型號(hào)特點(diǎn)

ADAS1000是功能齊全的5通道ECG，包括呼吸和起搏檢測(cè)功能；ADAS1000 - 1僅提供ECG通道，沒(méi)有呼吸和起搏功能；ADAS1000 - 2是主設(shè)備的子集，僅啟用ECG通道，沒(méi)有呼吸、起搏或右腿驅(qū)動(dòng)功能。

設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)

該系列產(chǎn)品旨在簡(jiǎn)化ECG信號(hào)的采集和質(zhì)量保證任務(wù)，為生物電位應(yīng)用提供低功耗、小型的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。輔助功能還包括多通道平均驅(qū)動(dòng)導(dǎo)聯(lián)、可選參考驅(qū)動(dòng)、快速過(guò)載恢復(fù)、靈活的呼吸電路（僅ADAS1000型號(hào)）、內(nèi)部起搏檢測(cè)算法以及AC或DC導(dǎo)聯(lián)脫落檢測(cè)等。

應(yīng)用場(chǎng)景廣泛

醫(yī)療監(jiān)測(cè)

可用于ECG監(jiān)測(cè)和診斷，在床邊患者監(jiān)測(cè)、便攜式遙測(cè)、動(dòng)態(tài)心電圖監(jiān)測(cè)（Holter）、自動(dòng)體外除顫器（AED）、心臟除顫器、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)儀、起搏器編程器、患者轉(zhuǎn)運(yùn)以及壓力測(cè)試等方面發(fā)揮重要作用。

多電極系統(tǒng)

在5導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)中，可直接通過(guò)串行接口提供I、II、III導(dǎo)聯(lián)數(shù)據(jù)或電極數(shù)據(jù)。通過(guò)將一個(gè)ADAS1000或ADAS1000 - 1設(shè)備與一個(gè)ADAS1000 - 2從設(shè)備組合使用，可實(shí)現(xiàn)12導(dǎo)聯(lián)（10電極）系統(tǒng)。

關(guān)鍵技術(shù)解析

導(dǎo)聯(lián)配置

輸入級(jí)可通過(guò)多種方式配置，如模擬導(dǎo)聯(lián)模式、數(shù)字導(dǎo)聯(lián)模式、單端輸入電極模式、公共電極A和公共電極B配置等，為不同應(yīng)用提供了最大的靈活性。

導(dǎo)聯(lián)脫落檢測(cè)

支持AC和DC兩種導(dǎo)聯(lián)脫落檢測(cè)方法，當(dāng)發(fā)生導(dǎo)聯(lián)脫落事件時(shí)，會(huì)在幀頭字中設(shè)置標(biāo)志。DC導(dǎo)聯(lián)脫落檢測(cè)通過(guò)向每個(gè)輸入電極注入小的可編程直流電流來(lái)檢測(cè)，而AC導(dǎo)聯(lián)脫落檢測(cè)則通過(guò)注入交流電流并測(cè)量電壓幅度來(lái)實(shí)現(xiàn)。

呼吸測(cè)量（僅ADAS1000型號(hào)）

通過(guò)向兩個(gè)電極驅(qū)動(dòng)高頻（可編程46.5 kHz至64 kHz）差分電流來(lái)進(jìn)行呼吸測(cè)量，可在一個(gè)導(dǎo)聯(lián)（I、II或III導(dǎo)聯(lián)）或外部路徑上進(jìn)行測(cè)量。還可使用內(nèi)部或外部電容來(lái)提高測(cè)量分辨率。

起搏偽像檢測(cè)（僅ADAS1000型號(hào)）

能夠驗(yàn)證潛在的起搏偽像，并測(cè)量有效脈沖的寬度和幅度。使用狀態(tài)機(jī)對(duì)128 kHz 16位數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字檢測(cè)，可檢測(cè)寬度為100 μs至2 ms、幅度小于400 μV至大于1000 mV的起搏偽像。

接口與配置

串行接口

通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)串行接口進(jìn)行控制，支持SPI兼容接口，SCLK頻率最高可達(dá)40 MHz。ADAS1000/ADAS1000 - 1還提供可選的輔助串行接口，可提供128 kHz數(shù)據(jù)速率的ECG數(shù)據(jù)，用于用戶自己的數(shù)字起搏檢測(cè)算法。

寄存器配置

通過(guò)多個(gè)寄存器對(duì)設(shè)備進(jìn)行配置，如ECGCTL寄存器用于控制ECG通道的啟用、增益設(shè)置、時(shí)鐘源選擇等；LOFFCTL寄存器用于控制導(dǎo)聯(lián)脫落檢測(cè)；RESPCTL寄存器用于控制呼吸測(cè)量等。

設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

電源與接地

需要在每個(gè)電源引腳附近提供充足的電源去耦電容，如0.1 μF電容，同時(shí)在AVDD和IOVDD電源域各放置一個(gè)4.7 μF電容。ADCVDD和DVDD電源域各需要一個(gè)2.2 μF電容，且要注意其放置位置。

布局建議

為了最大化共模抑制比（CMRR）性能，要注意每個(gè)通道的ECG路徑布局，確保所有通道相同以減少路徑間的電容差異。同時(shí)，要將去耦電容盡可能靠近設(shè)備放置，優(yōu)先保證VREF去耦。

總結(jié)

ADAS1000系列產(chǎn)品以其豐富的功能、低功耗、高性能以及靈活的配置，為醫(yī)療ECG監(jiān)測(cè)設(shè)備的設(shè)計(jì)提供了優(yōu)秀的解決方案。無(wú)論是在便攜式設(shè)備還是高端診斷設(shè)備中，都能發(fā)揮重要作用。電子工程師在設(shè)計(jì)相關(guān)醫(yī)療設(shè)備時(shí)，可以充分利用這些特性，開(kāi)發(fā)出更加優(yōu)秀的產(chǎn)品。你在使用ADAS1000系列產(chǎn)品時(shí)遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。