24位Σ-Δ ADC簡化ECG/EKG模擬前端設計
可編程相位(子數(shù)據(jù)率)
過壓/故障檢測
圖2給出了MAX11040K的簡單應用,差分輸入、高達110dB的共模抑制比可有效抑制50Hz/60Hz電源耦合噪聲,由此,MAX11040K可以取代IA的第一個功能。憑借其24位分辨率和19位無噪聲范圍,MAX11040K具有足夠的分辨率,完全可以捕捉到幾個μV 的信號變化。省去了第一級放大器(IA的第二個功能)、第二級放大器和高通濾波器。另外,器件±2.2V的輸入量程也非常適合ECG應用。
圖2. 僅利用MAX11040K ADC獲得ECG應用所需的性能,減少元件數(shù)量的同時,
節(jié)省電路板空間并降低系統(tǒng)的整體成本。
MAX11040K的采樣率為3.072MHz(過采樣Σ-Δ),但可編程輸出數(shù)據(jù)速率(即有效采樣率),將其設置在64ksps至250sps,提高了系統(tǒng)靈活性。對于小信號,該器件具有誤差平滑功能,采用∑-? ADC架構(gòu)也消除了抗混疊濾波器的需求。有關Σ-Δ型ADC的詳細介紹,請參考應用筆記1870:“解密Σ-Δ ADC。”
MAX11040K的另外兩個功能也非常適合ECG應用,即同步采樣和可編程相位延遲。當前世界上流行的是12導聯(lián)ECG,保持相位的完整性非常重要。每片MAX11040K提供4個差分通道,相當于8個探頭。MAX11040K可以最多級聯(lián)八片器件,支持多達64個通道的同步采樣。不僅可以同時對各通道進行采樣,而且每個通道的相位也可以編程設置(0到333μs延時,步長為1.33μs)。
我們還提供16位分辨率的類似器件:MAX11046,都具有±6V輸入保護,當輸入信號超越88%的輸入范圍時,產(chǎn)生過壓故障報警。一個串行外設接口(SPI)減少了對光隔離器的要求,無需額外電源,因為其數(shù)字電源和模擬電源分開供電。
MAX11046解決方案的測試結(jié)果
圖3. ECG應用測試(采用MAX11040K評估板)。
圖3是MAX11040K評估板框圖,可用于實際測試評估。該評估板包含兩片MAX11040K,配置工作在8通道同步采集。該評估板可以插入PC的USB口,帶有存儲器和DSP,便于項目開發(fā)。
在實驗中僅僅增加銅箔連通ECG信號,在ADC輸入和電極之間串聯(lián)22kΩ電阻。130kΩ ADC輸入阻抗(XIN時鐘頻率為24.567MHz),使得信號出現(xiàn)75%的衰減(圖4),測試結(jié)果如圖5所示。
圖4. MAX11040K的等效輸入阻抗。
模擬信號相關文章:什么是模擬信號
濾波器相關文章:濾波器原理
濾波器相關文章:濾波器原理
高通濾波器相關文章:高通濾波器原理
評論