ADI模拟前端ADAS1000低功耗五电极心电图(ECG)系统解决方案

　　ADI公司的低功耗五电极心电图（ECG）系统采用ADAS1000模拟前端（AFE）。 ADAS1000能够测量心电图（ECG）信号、胸阻抗、人工起搏信号、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/矢量或电极数据。它具有低功耗和小尺寸特性，适合电池供电的便携式应用。本文介绍了ADAS1000主要特性， 功能方框图，以及心电图（ECG）系统解决方案框图，所用主要元件以及ECG系统所使用的主要产品。

　　ADAS1000能够测量心电图（ECG）信号、胸阻抗、人工起搏信号、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/矢量或电极数据。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，因此适用于高端诊断设备。

　　ADAS1000旨在简化采集和确保高质量ECG信号的任务。心脏后处理是一种增值功能，可在外部DSP、微处理器或FPGA上执行。多个数字输出选项则确保监控和分析信号的灵活性。ADAS1000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：多通道均值受驱导联;可选的参考驱动;快速过载恢复;返回幅度和相位信息的灵活呼吸电路;在3个导联上运行内置起搏信号检测算法;以及交流或直流导联脱落检测选项。

　　由于ECG系统应用广泛，因此ADAS1000采用一种灵活的功耗/噪声调整选择，以提高功耗为代价降低噪声。为了省电，可以关闭信号采集通道，也可以降低数据速率。

　　为了简化制造测试、开发以及提供整体上电测试，ADAS1000通过CAL DAC提供一套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。

　　ADAS1000提供56引脚LFCSP和64引脚LQFP两种封装选项，额定温度范围为-40°C至+85°C。

　　ADAS1000主要特性

　　（1）生物电信号输入，数字信号输出

　　（2）5 个采集（ECG）通道 + 1个受驱导联

　　（3）IC并行可用于10多个电极的测量

　　（4）交流和直流导联脱落检测

　　（5）3个导联内置起搏信号检测算法

　　（6）-- 支持使用者数字起搏信号

　　（7）胸阻抗测量（内部/外部路径）

　　（8）可选参考导联

　　ADAS1000应用

　　（1）ECG：监控与诊断

　　（2）床边病人监护

　　（3）便携式遥测

　　（4）动态心电监护仪

　　（5）自动体外除颤器（AED）

　　（6）心脏除颤器

　　（7）便携式监护仪

　　（8）心脏起搏器编程器

　　（9）病人运送

　　（10）压力测试

　　图1.ADAS1000功能方框图

　　心电图（ECG）系统解决方案

　　心电图（ECG）系统通过测量活组织表面电位来记录心脏在一段时间内的电性活动。它使用生物电位电极来拾取身体特定部位的心脏信号，两个电极间的差分电压或某一电极与多电极平均电压之间的差分电压可在测量后显示为ECG输出上的一个通道。

　　模拟前端（AFE）的主要功能是将心脏信号数字化。由于需要抑制来自强射频源、起搏信号、导联脱落信号、共模频率、其他肌肉信号及电噪声的干扰，该过程十分复杂。通常，AFE包括仪表放大器（INA）、滤波器和模数转换器（ADC）。