trên 2024/11/7 80

Hướng dẫn AFE BioPotential AFE: Phân tích mạch, cấu hình pin, biểu dữ liệu và so sánh AD8232

Công nghệ có thể đeo đã định hình lại cách chúng ta tiếp cận giám sát sức khỏe, hợp nhất một cách liền mạch với chức năng cấp lâm sàng.Chiếm ưu thế cho sự tiến hóa này là MAX30003, một mặt tiền tương tự sinh học tinh vi phù hợp với thiết bị đeo và các thiết bị theo dõi sức khỏe từ xa.Nó được thiết kế cho hiệu quả năng lượng và độ chính xác và cho phép đọc điện tâm đồ chính xác (ECG) và hiểu biết về sức khỏe, làm cho nó trở thành một lựa chọn phổ biến.Trong bài viết này, chúng tôi đào sâu vào các tính năng nâng cao của MAX30003, từ khả năng tiêu thụ năng lượng thấp và khả năng lọc tiếng ồn đến thiết kế linh hoạt của nó, hỗ trợ các ứng dụng giám sát sức khỏe đa dạng, khám phá cách nó đóng góp vào việc chăm sóc bệnh nhân và chăm sóc sức khỏe liên tục, đáng tin cậy.

Danh mục

Tổng quan về MAX30003

Các Max30003 là một mặt trước tương tự sinh học đa năng, lý tưởng cho công nghệ có thể đeo được nhắm mục tiêu cả các ứng dụng lâm sàng và thể dục.Được thiết kế cho hiệu quả năng lượng, nó hỗ trợ thời lượng pin kéo dài trong khi cung cấp nhịp tim đáng tin cậy và theo dõi ECG.Với một kênh sinh học duy nhất, Max30003 đo hiệu quả ECG và nhịp tim, làm cho nó phù hợp cho một loạt các nhu cầu theo dõi sức khỏe.Tính năng công suất thấp này mở rộng đến chế độ chờ công suất cực thấp, làm cho nó trở nên lý tưởng cho các thiết bị yêu cầu giám sát liên tục trong thời gian dài mà không cần sạc lại thường xuyên.

Thiết bị kết hợp bảo vệ phóng điện (ESD) và lọc nhiễu điện từ (EMI) để tăng cường độ tin cậy trong các điều kiện khác nhau.Các biện pháp bảo vệ này rất hữu ích cho các thiết bị thường xuyên tiếp xúc với sự gián đoạn điện, điều này có thể ảnh hưởng đến tính toàn vẹn dữ liệu.Bằng cách giải quyết các vấn đề này, MAX30003 đảm bảo dữ liệu chính xác và khả năng phục hồi của thiết bị, cơ bản để theo dõi đáng tin cậy trong cả môi trường lâm sàng và thể dục.Bảo vệ mạnh mẽ này hỗ trợ hiệu suất nhất quán, đáp ứng các nhu cầu cho các thiết bị đeo lâu dài, đáng tin cậy.

Các tính năng bổ sung, chẳng hạn như sai lệch dẫn nội bộ và phát hiện tắt tự động, cải thiện hơn nữa khả năng sử dụng MAX30003.Với trở kháng đầu vào cao, nhiễu thấp và cài đặt khuếch đại có thể tùy chỉnh, thiết bị có thể thích ứng với cường độ tín hiệu khác nhau, đảm bảo độ chính xác giữa các ứng dụng.Các bộ lọc thông thấp và thông tích hợp của nó tăng cường độ rõ ràng tín hiệu, trong khi ADC có độ phân giải cao đóng vai trò nguy hiểm trong việc thu thập các phép đo chính xác, động để phân tích dữ liệu sức khỏe chi tiết.

Cấu hình pin

Số pin	Tên pin	Sự miêu tả
1, 2, 4, 5, 24, 26	I.C.	Kết nối nội bộ.Kết nối với AGND.
3, 8, 28	Agnd	Sức mạnh tương tự và mặt đất tham chiếu.Kết nối vào In máy bay mặt phẳng mạch.
6	ECGP	ECG đầu vào dương
7	ECGN	Đầu vào âm ECG
9	Capp	Đầu vào bộ lọc thông tương tự.Kết nối 1μf x7r Tụ (CHPF) giữa CAPP và CAPN để tạo thành phản ứng thông cao 0,5Hz trong Kênh ECG.
10	Capn	Đầu vào bộ lọc thông tương tự.Kết nối 1μf x7r Tụ (CHPF) giữa CAPP và CAPN để tạo thành phản ứng thông cao 0,5Hz trong Kênh ECG.
11	CPLL	Đầu vào bộ lọc vòng PLL.Kết nối nắp COG 1NF giữa CPLL và agnd.
12	DGND	Mặt đất kỹ thuật số cho cả trình điều khiển PAD Lõi kỹ thuật số và I/O. Được đề xuất để kết nối với mặt phẳng AGND.
13	DVDD	Điện áp cung cấp lõi kỹ thuật số.Kết nối với AVDD.
14	FCLK	Đồng hồ 32.768kHz bên ngoài điều khiển lấy mẫu các bộ chuyển đổi và bộ chuyển đổi Sigma-Delta nội bộ.
15	CSB	Đầu vào chip thấp hoạt động.Cho phép nối tiếp giao diện.
16	SCLK	Đầu vào đồng hồ nối tiếp.Dữ liệu đồng hồ vào và ra khỏi sê -ri Giao diện khi CSB thấp.
17	SDI	Đầu vào dữ liệu nối tiếp.SDI được lấy mẫu vào thiết bị trên Tăng cạnh của SCLK khi CSB thấp.
18	SDO	Đầu ra dữ liệu nối tiếp.SDO sẽ thay đổi trạng thái khi rơi cạnh của SCLK khi CSB thấp.SDO là ba đã nêu khi CSB cao.
19	OVDD	Điện áp cung cấp giao diện logic
20	Int2b	Ngắt 2 đầu ra.Int2b là một đầu ra trạng thái hoạt động thấp. Nó có thể được sử dụng để làm gián đoạn một thiết bị bên ngoài.
21	INTB	Làm gián đoạn đầu ra.INTB là một đầu ra trạng thái thấp hoạt động.Nó có thể được sử dụng để làm gián đoạn một thiết bị bên ngoài.
22	AVDD	Điện áp cung cấp lõi tương tự.Kết nối với DVDD.
23	Vref	Đầu ra bộ đệm tham chiếu ADC.Kết nối gốm 10μf x5r Tụ điện giữa VREF và AGND.
25	VCM	Đầu ra bộ đệm chế độ chung.Kết nối gốm 10μf x5r Tụ điện giữa VCM và AGND.
27	VBG	Đầu ra bộ lọc nhiễu bandgap.Kết nối gốm 1.0μf x7r Tụ điện giữa VBG và AGND.
EP	-	Phơi chèo.Kết nối với AGND.

Mô hình CAD

Biểu tượng

Dấu chân

Mô hình 3D

Đặc trưng

Tính năng	Sự miêu tả
ECG cấp lâm sàng AFE	Bộ chuyển đổi dữ liệu độ phân giải cao với 15,5 bit hiệu quả độ phân giải và 5 tiếng p-p
CMRR thế giới thực được cải thiện	Khả năng bắt đầu khô nâng cao với sự khác biệt hoàn toàn Cấu trúc đầu vào và CMRR> 100dB
Trở kháng đầu vào cao	Trở kháng cao> 500 MΩ đối với thấp đến nay Chuyển đổi chế độ
Suy giảm tín hiệu tối thiểu	Giảm mất tín hiệu khi đầu vào trong khi bắt đầu khô do Trở kháng điện cực cao
Phạm vi bù dc cao	± 650 mV (điển hình ở mức 1,8V), tương thích với nhiều loại khác nhau điện cực
Phạm vi động AC cao	65 mV p-p, ngăn chặn sự bão hòa AFE từ chuyển động hoặc trực tiếp Điện cực lượt truy cập
Thời lượng pin dài hơn	Chỉ tiêu thụ 85 PhaW ở điện áp cung cấp 1.1V
Tính năng ngắt chì-ON	Cho phép vi điều khiển duy trì chế độ ngủ sâu cho đến khi Điều kiện chì hợp lệ được phát hiện
Dẫn đầu phát hiện hiện tại	Dòng điện thấp 0,7 Phaa (điển hình)
Phát hiện nhịp tim tích hợp	Phát hiện nhân sự trên tàu với tính năng ngắt, giảm Tải trọng xử lý vi mô
Phát hiện R-R mạnh mẽ	Hiệu quả trong môi trường chuyển động cao với công suất rất thấp sự tiêu thụ
Cấu hình ngắt	Cho phép đánh thức vi điều khiển trên mỗi nhịp tim, Giảm sức mạnh hệ thống
Độ chính xác cao	Cho phép trích xuất dữ liệu sinh lý nhiều hơn
Bộ đệm FIFO 32 từ	Hỗ trợ đánh thức vi điều khiển lên mỗi 256 ms với đầy đủ Mua lại ECG
Giao diện SPI tốc độ cao	Tạo điều kiện truyền dữ liệu nhanh chóng
Tắt máy thấp hiện tại	Chỉ tiêu thụ 0,5 Phaa (điển hình) trong chế độ tắt

Đặc điểm kỹ thuật

Tại đây, bảng đặc tả kỹ thuật cho Maxim tích hợp MAX30003CTI+.

Kiểu	Tham số
Thời gian dẫn đầu của nhà máy	9 tuần
Loại gắn kết	Núi bề mặt
Gói / trường hợp	28-WFQFN PAD tiếp xúc
Núi bề mặt	ĐÚNG
Số lượng ghim	28
Bao bì	Khay
Xuất bản	2016
Mã JESD-609	E3
Mã PBFREE	Đúng
Trạng thái một phần	Tích cực
Mức độ nhạy cảm độ ẩm (MSL)	1 (không giới hạn)
Số lượng chấm dứt	28
Kiểu	ECG Front End
Kết thúc thiết bị đầu cuối	TIN MATTE (SN)
Nhiệt độ hoạt động tối đa	70 ° C.
Nhiệt độ hoạt động tối thiểu	0 ° C.
Ứng dụng	Theo dõi nhịp tim
Mã HTS	8542.39.00.01
Vị trí thiết bị đầu cuối	Quad
Mẫu đầu cuối	Không có chì
Nhiệt độ phản xạ cao điểm (CEL)	260
Số lượng chức năng	1
Cung cấp điện áp	1.8V
Terminal Pitch	0,5mm
Thời gian@Đỉnh phản xạ nhiệt độ-Max (S)	Không được chỉ định
Số phần cơ sở	Max30003
Nhiệt độ cấp	THUỘC VỀ THƯƠNG MẠI
Điện áp cung cấp tối đa	2V
Điện áp tối thiểu	1.2V
Chiều dài	5 mm
Chiều cao ngồi (tối đa)	0,8mm
Chiều rộng	5 mm
Đạt được SVHC	Không có SVHC
Trạng thái Rohs	Rohs3 tuân thủ

Các bộ phận để so sánh

Số phần	Nhà sản xuất	Gói / trường hợp	Số lượng ghim	Điện áp tối thiểu	Cung cấp điện áp	Điện áp cung cấp tối đa	Trạng thái Rohs	Loại gắn kết	Nhiệt độ phản xạ cực đại
MAX30003CTI+	Maxim tích hợp	28-WFQFN PAD tiếp xúc	28	1.2 v	1.8 v	2 v	Rohs3 tuân thủ	Núi bề mặt	260
TLV320AIC23BIPWR	Công cụ Texas	28-WFQFN PAD tiếp xúc	28	1,5 v	3.3 v	3.6 v	Rohs3 tuân thủ	Núi bề mặt	260
TLV320AIC23BIRHD	Công cụ Texas	28-TSSOP (0.173, 4,4mm)	28	1.42 v	-	3.6 v	Rohs3 tuân thủ	Núi bề mặt	260
SSM2603CPZ-rEEL7	Thiết bị tương tự Inc.	28-VFQFN PAD tiếp xúc	28	1.42 v	-	3.6 v	Rohs3 tuân thủ	Núi bề mặt	260
TLV320AIC23BRHDR	Công cụ Texas	28-VFQFN PAD tiếp xúc	28	1.42 v	-	3.6 v	Rohs3 tuân thủ	Núi bề mặt	260

Sơ đồ khối chức năng

Tích hợp mạch Max30003

Trong các hệ thống ECG, các điện cực được gắn vào da phát hiện sự khác biệt tiềm năng bắt nguồn từ hoạt động điện tinh tế của trái tim.Max30003 khai thác một kênh sinh học chuyên dụng để thu được các tín hiệu này.Thông qua việc tích hợp chiến lược của nhiều đơn vị MAX30003 song song, các cấu hình đa dẫn, chẳng hạn như các đơn vị trong màn hình Holter 3 dẫn, có thể được chế tạo.Thông thường, sự sắp xếp này đòi hỏi phải sử dụng hai đơn vị, tận dụng xử lý tín hiệu để rút ra chì thứ ba.

Màn hình Holter 3 dẫn với Max30003

MAX30003 rất giỏi trong việc hỗ trợ kiến ​​trúc của màn hình Holter 3 đầu.Một thiết bị đầu cuối trung tâm Wilson (WCT) là một thành phần chính trong thiết kế này, tính trung bình tiềm năng từ ba điện cực được đặt một cách chiến lược và hỗ trợ giảm thiểu tiếng ồn.Thiết bị này được thiết kế để quản lý sự can thiệp một cách khéo léo từ các nguồn thông thường, như các đường dây điện, đảm bảo việc trích xuất tín hiệu nguyên sơ không có tiếng ồn.

Trong các ứng dụng, một hệ thống 3 dẫn được kiến ​​trúc chu đáo với vị trí điện cực chính xác có thể nâng cao đáng kể quá trình chẩn đoán bằng cách cung cấp một cái nhìn rộng hơn về động lực học tim.Nghiên cứu chỉ ra rằng một cấu hình 3 dẫn chắc chắn cung cấp giám sát liên tục đáng tin cậy.Một hệ thống như vậy là thuận lợi cho việc phát hiện kịp thời rối loạn nhịp tim.

Nhiễu và nhiễu chế độ chung

Chất lượng tín hiệu ECG thường bị thách thức bởi tiếng ồn bên ngoài, xuất phát từ nhiễu đường, các tạo tác liên quan đến chuyển động và các cơn co thắt cơ.Max30003 tích hợp các phương pháp lọc cạnh cắt để chống lại các nhiễu này.Tỷ lệ từ chối chế độ chung cao (CMRR) và mạch đầu vào vi sai tiên tiến hạn chế đáng kể nhiễu chế độ chung, do đó nâng cao tính toàn vẹn tín hiệu.Việc sử dụng một điện cực bổ sung cho quá trình khử nhiễu hoạt động làm sạch tín hiệu bị bắt.

Kinh nghiệm nhấn mạnh rằng duy trì chất lượng tín hiệu nhất quán có lợi rất nhiều từ vị trí điện cực chiến lược và tuân thủ các thực hành được đề xuất, như đảm bảo sự tiếp xúc vững chắc giữa các điện cực và da và tư vấn cho sự tĩnh lặng tương đối trong các bản ghi ECG.Những biện pháp này có hiệu quả trong việc giảm biến dạng và tạo tác.

Quản lý tiềm năng cơ thể

Trong các cấu hình ECG di động, quản lý hiệu quả tiềm năng cơ thể là cần thiết để đạt được các bài đọc chính xác.Max30003 áp dụng điện cực chân phải (RL) chuyên dụng để ổn định điện thế cơ thể, ngăn chặn sự trôi dạt điện và đảm bảo các bộ khuếch đại hoạt động trong phạm vi tối ưu của chúng.Trong các cấu hình thiếu điện cực RL, việc quản lý tiềm năng cơ thể có thể được tạo điều kiện thông qua việc sử dụng các điện trở thiên vị chì có thể lập trình.

Việc quản lý hiệu quả tiềm năng cơ thể có thể ảnh hưởng rõ rệt đến độ chính xác đo lường.Kết hợp các vòng phản hồi và nhúng các thuật toán thích ứng để quản lý động tiềm năng cơ thể là một cách tiếp cận khả thi để có được các bài đọc chính xác và nhất quán hơn, đặc biệt là trong các môi trường sinh lý và môi trường khác nhau.

Sơ đồ ứng dụng điển hình

Sử dụng mạch trường hợp

So sánh thông số kỹ thuật Max30003 và AD8232

Thuộc tính	Max30003	AD8232
Số sản phẩm cơ sở	Max30003	AD8232
Loại	Mạch tích hợp (ICS) ICS chuyên ngành	Bảng phát triển, bộ dụng cụ, đánh giá lập trình viên và Ban trình diễn và bộ dụng cụ
Nhà sản xuất	Maxim tích hợp	Thiết bị tương tự Inc.
Loạt	-	-
Bưu kiện	Khay	Hộp
Trạng thái một phần	Tích cực	Tích cực
Kiểu	ECG Front End	Giao diện

Sử dụng phổ biến cho cảm biến Max30003 ECG

MAX30003 chủ yếu phù hợp cho các ứng dụng khác nhau, đáng chú ý là theo dõi sức khỏe, theo dõi thể dục và xác thực sinh học.Khám phá các miền này làm nổi bật tác động và lợi thế hữu hình của chúng trong việc sử dụng hàng ngày.

Màn hình sự kiện dẫn đến đơn để quan sát rối loạn nhịp tim

Trong thế giới quan sát rối loạn nhịp tim, các thiết bị có chip MAX30003 nổi bật vì khả năng phát hiện và theo dõi nhịp tim không đều.Với khả năng xác định sự bất thường sớm và chính xác, các màn hình này là một công cụ năng động để đáp ứng y tế kịp thời.Một loạt các thiết bị chăm sóc sức khỏe hiện đại kết hợp màn hình sự kiện để theo dõi nhịp tim liên tục.Họ sử dụng các thuật toán tinh vi để nhận ra sự bất thường nhỏ từ các điều kiện nghiêm trọng hơn, do đó tăng cường chăm sóc bệnh nhân.

Các bản vá không dây để theo dõi bệnh nhân từ xa

Sự ra đời của các bản vá không dây kết hợp MAX30003 đang biến đổi sự giám sát của bệnh nhân từ xa.Các thiết bị này cho phép chia sẻ dữ liệu ECG không bị gián đoạn, trao quyền cho bạn giám sát sức khỏe tim mạch từ xa.Công nghệ này chứng tỏ lợi thế cho bạn, mang lại sự thoải mái khi giảm các chuyến thăm bệnh viện.Độ tin cậy và độ chính xác Các bản vá này cung cấp đảm bảo rằng các quyết định chăm sóc sức khỏe được đưa ra kịp thời và với cái nhìn sâu sắc.

Máy theo dõi thể dục theo dõi nhịp tim trong các dải ngực

Trong các vòng tròn thể dục, các dải ngực với màn hình nhịp tim bao gồm MAX30003 được sử dụng rộng rãi.Các công cụ này cung cấp các số liệu nhịp tim chính xác, hỗ trợ các vận động viên và các tín đồ thể dục trong việc tinh chỉnh các chiến lược đào tạo của họ.Bằng cách giải thích dữ liệu sinh trắc học, các cá nhân có thể điều chỉnh các bài tập của họ để đạt được các vùng nhịp tim được nhắm mục tiêu, do đó tăng cường hiệu quả và sự an toàn của các bài tập của họ.Tiện ích và thành công của các màn hình này được thiết lập tốt trên các môi trường thể dục khác nhau.

Xác minh dựa trên ECG trong các hệ thống xác thực sinh học

Các hệ thống xác thực sinh học tận dụng xác minh dựa trên ECG cung cấp một ứng dụng tiên tiến của MAX30003.Bằng cách khai thác các tín hiệu điện đặc biệt của trái tim một người, các hệ thống này cung cấp một hình thức xác minh nhận dạng mạnh mẽ và đáng tin cậy.Phương pháp này đang đạt được lực kéo trong các khu vực bảo mật cao nơi các hệ thống thông thường có thể thất bại.Bản chất cá nhân của các mẫu ECG đảm bảo một rào cản đáng gờm đối với quyền truy cập trái phép, củng cố đáng kể các giao thức bảo mật.

Tổng quan nhà sản xuất

Maxim được tích hợp, hiện là một phần của các thiết bị tương tự, giữ vai trò đáng kể như một nhà cung cấp hàng đầu các IC tương tự và tín hiệu hỗn hợp.Việc tích hợp này định vị công ty để khai thác kiến ​​thức ngành công nghiệp rộng lớn, cho phép phát triển các giải pháp tinh vi và tiên phong.Bắt nguồn từ sự hiểu biết sâu sắc về sự tiến hóa công nghệ và nhu cầu của bạn, những đổi mới của họ được hướng dẫn bởi sự pha trộn giữa chuyên môn và trực giác thị trường.

Trong phạm vi ô tô, Maxim tạo ra các giải pháp nâng cao động lực học của xe, tăng cường các biện pháp an toàn và tăng cường tương tác lái xe.IC quản lý năng lượng của họ là chìa khóa trong việc tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng, đảm bảo độ tin cậy ngay cả giữa các môi trường đầy thách thức.Bằng cách sắp xếp kỹ thuật nâng cao với sự hiểu biết chính xác về nhu cầu ô tô, Maxim chủ động đóng góp vào tương lai của công nghệ lái xe.

Biểu dữ liệu PDF

TLV320AIC23BIPWR DataSheets:

TLV320AIC23B.pdf

TLV320AIC23BIRHD DataSheets:

TLV320AIC23B.pdf

SSM2603CPZ-rEEL7 DATASHEETS:

SSM2603.pdf

TLV320AIC23BRHDR dữ liệu:

TLV320AIC23B.pdf