ADAS1000系列：低功耗五電極心電圖模擬前端的卓越之選

在醫(yī)療電子領域，心電圖（ECG）監(jiān)測設備的性能至關(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)療設備設計帶來了諸多優(yōu)勢。下面我們就來深入了解一下這一系列產(chǎn)品。

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產(chǎn)品特性亮點

信號處理與輸出

ADAS1000系列能夠?qū)⑸镫娢恍盘栞斎氩⑥D(zhuǎn)換為數(shù)字化信號輸出，具備5個采集（ECG）通道和一個驅(qū)動導聯(lián)。還支持并行IC，可實現(xiàn)多達10個以上電極的測量，通過主ADAS1000或ADAS1000 - 1與從ADAS1000 - 2配合使用，滿足不同的應用需求。

功能檢測

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

性能優(yōu)勢

具有可選的參考導聯(lián)，可實現(xiàn)可擴展的噪聲與功率控制以及多種掉電模式。功耗較低，1個導聯(lián)時為11 mW，3個導聯(lián)時為15 mW，所有電極啟用時為21 mW。支持多種標準，如AAMI EC11:1991/(R)2001/(R)2007、AAMI EC38 R2007等，保證了產(chǎn)品在醫(yī)療應用中的合規(guī)性。具備快速過載恢復能力，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，適用于不同的設計需求。

工作原理與結(jié)構(gòu)

整體功能

ADAS1000系列能夠測量心電圖信號、胸腔阻抗、起搏偽像以及導聯(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使其適用于便攜式、電池供電的應用，同時高性能也使其能夠滿足高端診斷設備的需求。

不同型號特點

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

設計優(yōu)勢

該系列產(chǎn)品旨在簡化ECG信號的采集和質(zhì)量保證任務，為生物電位應用提供低功耗、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)動導聯(lián)、可選參考驅(qū)動、快速過載恢復、靈活的呼吸電路（僅ADAS1000型號）、內(nèi)部起搏檢測算法以及AC或DC導聯(lián)脫落檢測等。

應用場景廣泛

醫(yī)療監(jiān)測

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

多電極系統(tǒng)

在5導聯(lián)系統(tǒng)中，可直接通過串行接口提供I、II、III導聯(lián)數(shù)據(jù)或電極數(shù)據(jù)。通過將一個ADAS1000或ADAS1000 - 1設備與一個ADAS1000 - 2從設備組合使用，可實現(xiàn)12導聯(lián)（10電極）系統(tǒng)。

關(guān)鍵技術(shù)解析

導聯(lián)配置

輸入級可通過多種方式配置，如模擬導聯(lián)模式、數(shù)字導聯(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，為不同應用提供了最大的靈活性。

導聯(lián)脫落檢測

支持AC和DC兩種導聯(lián)脫落檢測方法，當發(fā)生導聯(lián)脫落事件時，會在幀頭字中設置標志。DC導聯(lián)脫落檢測通過向每個輸入電極注入小的可編程直流電流來檢測，而AC導聯(lián)脫落檢測則通過注入交流電流并測量電壓幅度來實現(xiàn)。

呼吸測量（僅ADAS1000型號）

通過向兩個電極驅(qū)動高頻（可編程46.5 kHz至64 kHz）差分電流來進行呼吸測量，可在一個導聯(lián)（I、II或III導聯(lián)）或外部路徑上進行測量。還可使用內(nèi)部或外部電容來提高測量分辨率。

起搏偽像檢測（僅ADAS1000型號）

能夠驗證潛在的起搏偽像，并測量有效脈沖的寬度和幅度。使用狀態(tài)機對128 kHz 16位數(shù)據(jù)進行數(shù)字檢測，可檢測寬度為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

通過標準串行接口進行控制，支持SPI兼容接口，SCLK頻率最高可達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)字起搏檢測算法。

寄存器配置

通過多個寄存器對設備進行配置，如ECGCTL寄存器用于控制ECG通道的啟用、增益設置、時鐘源選擇等；LOFFCTL寄存器用于控制導聯(lián)脫落檢測；RESPCTL寄存器用于控制呼吸測量等。

設計注意事項

電源與接地

需要在每個電源引腳附近提供充足的電源去耦電容，如0.1 μF電容，同時在AVDD和IOVDD電源域各放置一個4.7 μF電容。ADCVDD和DVDD電源域各需要一個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，要將去耦電容盡可能靠近設備放置，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)測設備的設計提供了優(yōu)秀的解決方案。無論是在便攜式設備還是高端診斷設備中，都能發(fā)揮重要作用。電子工程師在設計相關(guān)醫(yī)療設備時，可以充分利用這些特性，開發(fā)出更加優(yōu)秀的產(chǎn)品。你在使用ADAS1000系列產(chǎn)品時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。