連接/參考器件

ADAS1000集成呼吸與脈搏檢測的心電圖（ECG）前端

ADP151超低噪聲、200 mA CMOS線性穩壓器

評估和設計支持

電路評估板

評估板（EVAL-ADAS1000SDZ）

系統演示平臺（EVAL-SDP-CB1Z）

設計和集成文件

原理圖、布局文件、物料清單

電路功能與優勢

本電路是高度集成的心電圖（ECG）前端，用于電池供電式病人監護應用。圖1顯示典型5導聯（4個肢體導聯和1個心前胸導聯）ECG測量系統物理連接的頂層框圖，該系統集成了呼吸與脈搏檢測功能。這種配置通常用于便攜式遙測ECG測量或線路供電式床邊儀器的最小導聯設置。

在皮膚表面測量時，ECG信號幅度較小，通常為1 mV.有關病人的健康及其它參數的重要信息都蘊藏在那個小信號之中，因此要求器件具有μV級的測量靈敏度。就系統而言，許多醫療標準都要求最大噪聲不超過30μV p-p；然而，設計人員通常把這一數值定的更低。因此，設計滿足系統層面需求的解決方案時，必須考慮所有的噪聲源。

ADAS1000的額定噪聲性能針對多種不同的工作環境。電源須經過設計，確保不會降低整體性能。選擇ADP151線性穩壓器是由于它的超低噪聲性能（9μV rms典型值，10 Hz至100 kHz），配合ADAS1000的電源抑制性能，可確保ADP151產生的噪聲不影響整體噪聲性能。

圖1.用于典型4電極+ RLD或5導聯配置的ADAS1000簡化功能框圖（未顯示所有連接和去耦）

電路描述

ADAS1000五電極ECG模擬前端（AFE）解決新一代低功耗、低噪聲、高性能系留式和便攜式ECG系統帶來的挑戰。

ADAS1000是一款高度集成的芯片，由五個電極輸入和一個專用右腿驅動（RLD）輸出參考電極組成，專為監控與診斷級ECG測量而設計。

除了支持監控ECG信號的基本元件，ADAS1000還配備了呼吸測量（胸阻抗測量）、起搏偽像檢測、導聯/電極連接狀態以及內部校準等功能。

單個ADAS1000支持5個電極輸入，輕松進行傳統的6導聯ECG測量。并聯第二個ADAS1000從機設備便可將系統調節到真正的12導聯測量（由9個電極和1個RLD組成），若加入多個從機設備（3個或更多），便可將系統調節到15導聯測量甚至更多。

呼吸 ADAS1000集成用于在46 kHz至64 kHz的可編程頻率下進行呼吸驅動的數模轉換器（DAC），以及用于簡化這一復雜測量過程的模數轉換器（ADC）。測量信號經解調，轉換為幅度和相位信息，可據此確定相應的呼吸信息，從而得到具體的線纜參數。本電路使用內部電容時分辨率為200 mΩ，使用外部電容時具有較高的分辨率（《200 mΩ）。電路具有靈活的開關方案，允許測量三個導聯中的一個（I、II或III）。

起搏檢測算法起搏檢測算法在四根可能的導聯線（I、II、III或aVF）中的三根上運行三個數字算法實例。它與內部抽取和濾波并行針對高頻心電圖數據運行。該算法設計用于檢測并測量寬度范圍從100 μs到2 ms、幅度從400 μV到1000 mV的起搏偽像。ADAS1000返回一個標志，用以表示是在一根還是多根導聯線上檢測到起搏信號，同時返回檢測到信號的高度和寬度。當用戶希望運行自己的數字起搏算法時，ADAS1000提供了一個高速起搏接口，以極快的數據速率（128 kHz）提供ECG數據，與此同時，標準接口上經過濾波和抽取的ECG數據保持不變。

低功耗 ADAS1000針對低功耗設計，僅需21 mW便可進行5個ECG電極的測量。若需進一步降低電池供電式動態心電和遙測儀等應用的整體功耗，所有未用到的通道和特性都可輕松禁用，以便進一步將單個ECG導聯的功耗降低至11 mW.

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