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基于AD8226和ADuC7022电池供电式诊断ECG监护仪解决方案

2018-05-23
类别:健康医疗
eye 307
文章创建人 拍明


电池供电的无线ECG监护仪通常装在口袋中或颈部、腰部的小袋中,因而要求轻便结实。它必须经济实惠,同时能够提供诊断品质的心电图。在这种应用中,由于是仅0.2mV至10 mV峰峰值(平均值为1.8mV)的小信号,带宽为0.05Hz至150Hz,并且存在50Hz/60Hz干扰,因而难以进行信号调理。为确保电池使用时间较长,功耗还必须很低。

解决方案

ADI公司针对电池供电的便携式ECG监护仪提供业界领先技术,可实现高精度和高可靠性,同时仍保持有竞争力的成本结构。

AD8226是一款低成本、宽电源电压范围、轨到轨输出仪表放大器,适用于要求低噪声和共模抑制、高度紧凑、密不透风的设计。它采用 ±1.35V 至±18V 双电源或2.2V至36V单电源供电,耗用电源电流仅为350μA。最小增益为1,可以轻松处理±10V信号。该器件采用节省空间的8引脚MSOP封装,仅需一个外部电阻来设置增益,增益范围为1至1000。

低功耗ADSP-BF524 Blackfin®处理器具有高级外设和低待机功耗,提供最高400MHz带宽性能和最高800 MMACS。它拥有HS USB OTG、主机直接存储器存取(HDMA)、NAND闪存控制器以及最多48个GPIO引脚,还具有出色的运算能力,可在数字滤波中用来消除电源线干扰和EMG伪像,并通过软件执行起搏器检测。 此外,Blackfin可以执行系统任务,例如用户接口管理(LCD/触摸屏)、线(USB)和无线(蓝牙、ZigBee及专有)连接任务等,所有这些功能都可以利用一个处理器实现。同时,活动功耗和待机功耗均较低,运算能力强,可以高效执行便携嵌入式器件的系统任务。

16位、 1 MSPS PulSAR® ADC AD7980支持ECG的小尺寸和高性能要求,每次转换的功耗很低,功耗与吞吐量成线性比例关系(1 MSPS时为7.0 mW,10kSPS时为70μW)。它采用单电 源供电,提供10引脚MSOP或QFN(LFCSP)封装。SPI兼容串行接口还具有利用SDI输入将几 个ADC以菊花链形式串联到单三线式总线上的能力,并提供可选的忙指示。采用独立电源VIO时,AD7980与1.8 V、2.5V、3V或5V逻辑兼容。

ADuC7022是一款集成度更高的解决方案,同一芯片上集成了一个16位/32位微控制器以及一个高性能1 MSPS多通道ADC。ADC提供必需的动态范围,以达到医用标准,并检测非常小的ECG波形变化。ARM7架构拥有32位寄存器,因而可以对 ECG信号执行实时FIR滤波。

基于AD8226和ADuC7022电池供电式诊断ECG监护仪解决方案.png

【AD8226】

宽电源电压范围、轨到轨输出仪表放大器

产品详情

AD8226是一款低成本、宽电源电压范围仪表放大器,仅需要一个外部电阻来设置增益,增益范围为1至1000。

它设计用于多种不同的信号电压。宽输入范围和轨到轨输出使信号可充分利用供电轨。由于输入范围能够降到负电源电压以下,因此无需双电源便可放大接近地电压的小信号。该器件采用±1.1 V至±18 V电源(2.2 V至36 V单电源)供电。

鲁棒的AD8226输入设计用于与实际传感器相连。除具有宽工作电压范围外,它还能处理超出供电轨的电压。例如,采用±5 V电源供电时,输入端的电压即使达到±35 V也保证不会损坏该器件。最小及最大输入偏置电流特性有利于开路故障检测。

AD8226非常适合多通道、空间受限的工业应用。与其它低成本、低功耗仪表放大器不同,该器件的最小增益为1,并且可以轻松处理±10 V信号。MSOP封装和125°C额定温度使它在高度紧凑、密不透风的设计中大有可为。

AD8226提供8引脚MSOP和SOIC两种封装,额定工作温度范围为−40°C至+125°C。

需要与AD8226封装和性能相近但增益为5至1000的器件时,可以考虑使用AD8227。

应用

工业过程控制

桥式放大器

医疗仪器

便携式数据采集

多通道系统

优势和特点

增益通过1个外部电阻设置

增益范围:1至1000

输入电压可低至地电压以下

输入受到保护,可高于电源电压

极宽电源电压范围

单电源:2.2 V至36 V

双电源:±1.35 V至±18 V

ply: ±1.1 V to ±18 V

带宽(G = 1):1.5 MHz

CMRR (G = 1):90 dB(最小值BR型号)

输入噪声:22 nV/√Hz

电源电流:350 μA(典型值)

额定温度范围:−40°C至+125°C

8引脚SOIC和MSOP封装

AD8226.png

【ADuC7022】

精密模拟微控制器,12位模拟I/O,ARM7TDMI® MCU

产品详情

ADuC7019/ADuC7020/ADuC7021/ADuC7022/ADuC7024/ADuC7025/ ADuC7026/ADuC7027/ADuC7028/ADuC7029均为完全集成的1 MSPS、12位数据采集系统,在单芯片内集成高性能多通道ADC、16位/32位MCU和Flash®/EE存储器。

ADC具有多达12路单端输入。 另外还有4个ADC输入通道,与4个DAC输出引脚复用。 4路DAC输出仅在特定型号上提供(ADuC7020、ADuC7026、ADuC7028和ADuC7029)。 然而,在无DAC输出的情况下,这些引脚仍然可以用作ADC的输入引脚,这样ADC的输入最多可以达到16通道。 ADC可以在单端或差分输入模式下工作。 ADC输入电压范围为0 V至VREF。 低漂移带隙基准电压源、温度传感器和电压比较器完善了ADC的外设设置。

根据器件型号不同,片内最多可内置4个缓冲电压输出DAC。 通过编程可以将DAC输出范围设置为三种电压范围之一。

这些器件通过一个片内振荡器和锁相环(PLL)产生41.78MHz的内部高频时钟信号(UCLK)。 该时钟信号通过一个可编程时钟分频器进行中继,在其中产生MCU内核时钟工作频率。 微控制器内核为ARM7TDMI®,它是一个16位/32位RISC机器,峰值性能最高可达41 MIPS。 片内集成有8 KB SRAM和62 KB非易失性Flash/EE存储器。 ARM7TDMI内核将所有存储器和寄存器视为一个线性阵列。

片内出厂固件支持通过UART或I2C串行接口端口进行串行在线下载,并且支持通过JTAG接口进行非介入仿真。 这些特性都集成在支持此MicroConverter®系列的低成本QuickStart™开发系统中。

这些器件的工作电压范围为2.7 V至3.6 V,额定温度范围为−40°C至+125°C工业温度范围。工作频率为41.78 MHz时,其典型功耗为120 mW。 ADuC7019/ADuC7020/ADuC7021/ ADuC7022/ADuC7024/ADuC7025/ADuC7026/ADuC7027/ADuC7028/ ADuC7029有多种存储器类型和封装形式(详见订购指南)。

应用

工业控制和自动化系统

智能传感器、精密仪器

基站系统、光纤网络

优势和特点

模拟I/O

多通道、12位、1 MSPS ADC

多达16个ADC通道

全差分模式和单端模式

模拟输入范围:0 V至VREF

12位电压输出DAC

最多提供4路DAC输出 li>

片内基准电压

片内温度传感器(±3°C)

电压比较器

微控制器

ARM7TDMI内核、16位/32位RISC架构

JTAG端口支持代码下载和调试

时钟选项

片上调整振荡器(±3%)

外部时钟晶体

可达44 MHz的外部时钟源

具有可编程分频器的41.78 MHz锁相环

ADuC7022.png

ADuC7022.png


责任编辑:Davia

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标签: MCU 放大器 监护仪

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