ADAS1000BCPZ

低功耗、5电极 心电图(ECG)模拟前端 数据手册 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 产品特性 ADAS1000 是功能全面的 5 通道 ECG，集成了呼吸和脉搏检 生物电信号输入；数字信号输出 5 个采集(ECG)通道和 1 个驱动导联 多个 IC 并联可用于 10 个或更多电极的测量 主器件 ADAS1000 或 ADAS1000-1 与从器件 ADAS1000-2 一起使用 交流和直流导联脱落检测 3 个导联内置起搏信号检测算法 支持使用者起博信号 胸阻抗测量（内部/外部路径） 可选参考导联 可调噪声与功耗控制，关断模式 低功耗 11 mW（1 导联） ，15 mW（3 导联） ，21 mW（所有电极） 提供导联或电极数据 支持以下标准：AAMI EC11:1991/(R)2001/(R)2007、AAMI EC38 R2007、EC13:2002/(R)2007、IEC60601-1 ed. 3.0 b:2005、 IEC60601-2-25 ed. 2.0 :2011、IEC60601-2-27 ed. 2.0 b:2005、 IEC60601-2-51 ed. 1.0 b: 2005 快速过载恢复 低速或高速数据输出速率 串行接口：SPI/QSPI™/DSP 兼容 56 引脚 LFCSP 封装(9 mm × 9 mm) 64 引脚 LQFP 封装（主体尺寸 10 mm × 10 mm） 测功能；而 ADAS1000-1 仅提供 ECG 通道，没有呼吸和脉搏 应用 校验(CRC)冗余测试，以及对所有相关寄存器地址空间的 ECG：监控与诊断 床边病人监护、便携式遥测、动态心电监护仪、自动体外除 颤器(AED)、心脏除颤器、便携式监护仪、心脏起搏器编程器、 病人运送、压力测试 检测功能。类似地，ADAS1000-2 仅可作为从片使用，提供 了 ECG 通道，但无呼吸、起搏及右腿驱动等功能。 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 旨在简化采集和确保高 质量 ECG 信号的任务。这些器件针对生物电信号应用提供了 一种低功耗、小信号数据采集系统。它还具有一些有助于提 高 ECG 信号采集质量的辅助特性，包括：多通道导联驱动选 择、可选的参考驱动、快速过载恢复、直接输出幅度和相位 信息的呼吸电路、三导联起搏检测算法，以及交流或直流导 联脱落检测选项。多个数字输出选项则确保监控和分析信号 的灵活性。附加功能如高采样输出可在外部 DSP、微处理器 或 FPGA 上执行，满足高端客户的需求。 由于 ECG 系统应用广泛，ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 采用一种功耗/噪声调整结构，以提高功耗为代价降低噪声。 可以关闭某些不用的信号采集通道，或者降低数据速率以达 到省电的目的。 为了简化产线测试、开发以及提供整体上电测试， ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 提供了许多特性。例 如：通过校准 DAC 提供直流和交流测试激励、循环冗余 回读功能。 输入结构为差分放大器输入，允许用户选择不同配置方案来 实现最佳应用。 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 提供两种封装选项：56 概述 引脚 LFCSP 和 64 引脚 LQFP；额定温度范围均为−40°C 至 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 能够测量心电图(ECG)信 +85°C。 号、胸阻抗、起搏钉信息及导联连接/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。 Rev. B Document Feedback Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by Analog Devices for its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties that may result from its use. Specifications subject to change without notice. No license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of Analog Devices. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. Tel: 781.329.4700 ©2012–2014 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Technical Support www.analog.com/cn ADI中文版数据手册是英文版数据手册的译文，敬请谅解翻译中可能存在的语言组织或翻译错误，ADI不对翻译中存在的差异或由此产生的错误负责。如需确认任何词语的准确性，请参考ADI提供的 最新英文版数据手册。 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 数据手册 目录 产品特性 ............................................................................................ 1 起搏脉冲检测功能（仅限 ADAS1000） .................................. 42 应用 ..................................................................................................... 1 双心室起搏器.................................................................................. 45 概述 ..................................................................................................... 1 起博检测测量.................................................................................. 45 修订历史 ............................................................................................ 3 评估起搏检测性能 ......................................................................... 45 功能框图 ............................................................................................ 4 起搏宽度 .......................................................................................... 45 技术规格 ............................................................................................ 5 起搏延迟 .......................................................................................... 45 噪声性能 ............................................................................................ 9 通 过 第 二 串 行 接 口 进 行 起 搏 检 测 （ 仅 限 ADAS1000 和 ADAS1000-1） ................................................................................ 45 时序特性 .......................................................................................... 10 绝对最大额定值 ............................................................................. 13 热阻 ................................................................................................... 13 ESD 警告 .......................................................................................... 13 引脚配置和功能描述 .................................................................... 14 典型性能参数 ................................................................................. 18 应用信息 .......................................................................................... 25 概述 ................................................................................................... 25 ECG 输入—电极/导联 .................................................................. 28 滤波 ................................................................................................... 46 基准电压源 ...................................................................................... 47 组合工作模式.................................................................................. 47 组合模式下的接口 ......................................................................... 49 串行接口 .......................................................................................... 50 标准串行接口.................................................................................. 50 第二串行接口.................................................................................. 54 RESET ............................................................................................... 54 ECG 通道 ......................................................................................... 29 PD功能 ............................................................................................. 54 电极/导联信息和输入级配置 ..................................................... 30 SPI 输出帧结构（ECG 和状态数据） ...................................... 55 除颤器保护...................................................................................... 34 SPI 寄存器定义和存储器映射 .................................................... 56 ESIS 滤波.......................................................................................... 34 控制寄存器详解 ............................................................................. 57 ECG 路径输入复用 ....................................................................... 34 与 ADAS1000 接口示例 ................................................................ 74 共模选择和均值 ............................................................................. 35 软件流程图 ...................................................................................... 77 威尔逊中心电端(WCT) ................................................................ 36 电源、接地和去耦策略 ................................................................ 78 右腿驱动/参考驱动 ....................................................................... 36 AVDD ................................................................................................ 78 校准 DAC ......................................................................................... 37 ADCVDD 和 DVDD 电源 ............................................................ 78 增益校准 .......................................................................................... 37 未用引脚/路径 ................................................................................ 78 导联脱落检测 ................................................................................. 37 布局布线建议.................................................................................. 78 屏蔽驱动器...................................................................................... 38 外形尺寸 .......................................................................................... 79 呼吸（仅限 ADAS1000 型号）................................................... 38 订购指南 .......................................................................................... 80 评估呼吸性能 ................................................................................. 41 扩展开关导通呼吸路径................................................................ 41 Rev. B | Page 2 of 80 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 数据手册 修订历史 2014年6月—修订版A至修订版B 2013年1月—修订版0至修订版A 移动“修订历史” .......................................................................... 3 更改“产品特性”部分 .................................................................. 1 更改表 2 的交流导联脱落的频率范围参数............................... 7 更改表 1.............................................................................................. 3 更改图 17 ......................................................................................... 18 更改表 2“激励电流”参数的“测试条件/注释”栏 ............. 5 更改图 40 和图 41 .......................................................................... 22 增加表 3；重新排序........................................................................ 9 更改“ECG 通道”部分 ............................................................... 29 更改“呼吸（仅限 ADAS1000 型号） ”部分、图 66 和“内 部呼吸电容”部分 ......................................................................... 37 更换图 57 ......................................................................................... 30 增加图 58、图 59、图 60、图 61 和图 62；重新排序 ......... 31 删除图 63、图 64 和图 65；重新排序 ...................................... 35 更改图 65、图 66 和图 67 ............................................................ 35 更改“导联脱落检测”部分，增加图 68；重新排序 .......... 37 更改图 67 ......................................................................................... 38 更改图 68 ......................................................................................... 39 增加“评估起搏检测性能”部分 .............................................. 43 增加表 15 ......................................................................................... 47 更改“时钟”部分 ......................................................................... 51 更改“呼吸（仅限 ADAS1000 型号） ”部分和图 69、图 70、 图 71；增加表 13 和表 14；重新排序 ...................................... 39 更改表 28 的 RESPAMP 名称、功能 ......................................... 57 更改“起搏脉冲检测功能（仅限 ADAS1000） ”部分 .......... 42 更改表 30 中的位[14:9]、功能.................................................... 59 更改“评估起搏检测性能”部分 .............................................. 45 更改“订购指南”部分 ................................................................ 78 增加“起搏宽度”部分................................................................ 45 更改“标准串行接口”部分 ....................................................... 50 12年8月—修订版0：初始版 更改“数据就绪(DRDY)”部分 ................................................. 52 更改“第二串行接口”部分和表 25......................................... 54 更改表 28 的位 3 ............................................................................ 57 更改表 43 ......................................................................................... 67 更改表 45 ......................................................................................... 68 更改表 50 ......................................................................................... 70 更改表 52 ......................................................................................... 71 更改表 53 ......................................................................................... 72 Rev. B | Page 3 of 80 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 数据手册 功能框图 REFIN REFOUT CAL_DAC_IO CM_OUT/WCT RLD_OUT CM_IN RLD_SJ DRIVEN LEAD AMP – VREF CALIBRATION DAC + RESPIRATION DAC AVDD SHIELD SHIELD DRIVE AMP IOVDD ADCVDD, DVDD 1.8V REGULATORS ADCVDD DVDD VCM_REF (1.3V) COMMONMODE AMP AC LEAD-OFF DAC AC LEAD-OFF DETECTION 10kΩ BUFFER MUXES PACE DETECTION CS SCLK 5× ECG PATH AMP EXT_RESP_LA EXT_RESP_LL AMP FILTERS, CONTROL, AND INTERFACE LOGIC ADC DRDY GPIO0/MCS GPIO1/MSCLK GPIO2/MSDO GPIO3 ADC EXT_RESP_RA CLOCK GEN/OSC/ EXTERNAL CLK SOURCE RESPIRATION PATH ADAS1000 SDI SDO XTAL1 CLK_IO 09660-001 ELECTRODES ×5 XTAL2 图 1. ADAS1000 全功能型号 表 1. ADAS1000 系列特性概览 型号1 ECG 操作 右腿驱动 呼吸 起搏检测 屏蔽驱动器 主接口2 封装选项 ADAS1000 5个ECG通道 主/从 是 是 是 是 是 LFCSP、LQFP ADAS1000-1 5个ECG通道 主/从 是 是 是 LFCSP ADAS1000-2 5个ECG通道 从机 ADAS1000-3 3个ECG通道 主/从 是 ADAS1000-4 3个ECG通道 主/从 是 1 2 LFCSP、LQFP 是 是 是 是 LFCSP、LQFP 是 是 LFCSP、LQFP ADAS1000-2是一款通道补充器件，用于提供更多通道。它具有主器件的一部分特性，不能独立使用，可以与任何主器件一同使用。 主接口针对自有数字起搏算法的用户，参见“第二串行接口”部分。 Rev. B | Page 4 of 80 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 数据手册 技术规格 AVDD = 3.3 V ± 5%， IOVDD = 1.65 V 至 3.6 V， AGND = DGND = 0 V， REFIN 连接到 REFOUT， 外部提供的晶体/时钟 = 8.192 MHz。 按照“电源、接地和去耦策略”部分所述对基准电压源和电源进行去耦。除非另有说明，TA = −40°C 至+85°C。典型规格是 TA = 25°C 时的平均值。 为实现额定性能，使用内部 ADCVDD 和 DVDD 线性调节器。它们可以通过外部电源供电。ADCVDD = 1.8 V ± 5%，DVDD = 1.8 V ± 5%。 前端增益设置：GAIN 0 = ×1.4，GAIN 1 = ×2.1，GAIN 2 = ×2.8，GAIN 3 = ×4.2。 表 2. 参数 ECG通道 最小值 典型值 最大值 单位 0.3 0.63 0.8 0.97 −40 −200 −7 −7 −15 −22 ±2 1||10 110 V V V V nA nA mV mV mV mV μV/°C GΩ||pF dB 80 19 18 16 30 5 dB 位 位 位 ppm ppm 4.9 9.81 39.24 3.27 6.54 26.15 2.45 4.9 19.62 1.63 µV/LSB μV/LSB μV/LSB μV/LSB μV/LSB μV/LSB μV/LSB μV/LSB μV/LSB μV/LSB −1 3.27 13.08 +0.01 +1 μV/LSB μV/LSB % −2 +0.1 +2 % 电极输入范围 输入偏置电流 输入失调 输入失调温度系数1 输入放大器输入阻抗2 CMRR2 105 串扰1 分辨率2 积分非线性误差 差分非线性误差 增益2 GAIN 0 (×1.4) GAIN 1 (×2.1) GAIN 2 (×2.8) GAIN 3 (×4.2) 增益误差 1.3 1.3 1.3 1.3 ±1 2.3 1.97 1.8 1.63 +40 +200 测试条件/注释 这些规格适用于以下引脚： ECG1_LA、ECG2_LL、ECG3_RA、ECG4_V1、ECG5_V2、CM_IN（CE 模式）、EXT_RESP_xx引脚（用于扩展开关模式） 与电源无关 GAIN 0（增益设置 ×1.4） GAIN 1（增益设置 ×2.1） GAIN 2（增益设置 ×2.8） GAIN 3（增益设置 ×4.2） 与各电极输入相关；整个工作范围内：直流和交流导联脱落禁用 AGND至AVDD 电极/矢量模式，VCM = VCM_REF GAIN 3 GAIN 2 GAIN 1 GAIN 0 10 Hz时 51 kΩ输入不平衡，60 Hz，±300 mV差分直流失调；依据AAMI/IEC 标准；受驱腿环路闭合 通道间 电极/矢量模式，2 kHz数据速率，24位数据字 电极/矢量模式，16 kHz数据速率，24位数据字 电极/模拟导联模式，128 kHz数据速率，16位数据字 GAIN 0；所有数据速率 GAIN 0 折合到输入端。(2 × VREF)/增益/(2N − 1)；工厂校准后适用；用户 校准调整此数值 19位水平，2 kHz数据速率 18位水平，16 kHz数据速率 16位水平，128 kHz数据速率 19位水平，2 kHz数据速率 18位水平，16 kHz数据速率 16位水平，128 kHz数据速率 19位水平，2 kHz数据速率 18位水平，16 kHz数据速率 16位水平，128 kHz数据速率 此增益设置无工厂校准 19位水平，2 kHz数据速率 18位水平，16 kHz数据速率 16位水平，128 kHz数据速率 GAIN 0至GAIN 2，工厂校准；可编程用户或工厂校准选项使能； 工厂增益校准仅适用于标准ECG接口 GAIN 3设置，此增益无工厂校准 Rev. B | Page 5 of 80 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 参数 增益匹配 增益温度系数1 折合到输入端噪声1 模拟导联模式 最小值 典型值 最大值 −0.1 +0.02 +0.1 −0.5 +0.1 +0.5 25 6 10 12 11 12 14 16 100 65 104 100 电极模式 数字导联模式 电源灵敏度2 模拟通道带宽1 动态范围1 信噪比1 共模输入 输入电压范围 输入阻抗2 输入偏置电流 0.3 −40 −200 共模输出 VCM_REF 1.28 输出电压，VCM 0.3 输出阻抗1 短路电流1 电极求和权重误差2 呼吸功能（仅限ADAS1000） 输入电压范围 0.3 输入电压范围（线性工作） 输入偏置电流 −10 折合到输入端噪声1 频率2 μV p-p μV p-p μV p-p μV p-p μV p-p μV p-p μV p-p dB kHz dB dB 2.3 1||10 ±1 1.3 1.3 0.75 4 1 单位 % % ppm/°C +40 +200 1.32 2.3 2.3 1.8/gain ±1 +10 0.85 46.5至 64 V GΩ||pF nA nA V V kΩ mA % V V p-p nA μV rms kHz 激励电流 分辨率2 测量分辨率1 仪表放大器增益1 增益误差 增益温度系数1 右腿驱动/受驱导联（仅限 ADAS1000/ADAS1000-1） 输出电压范围 0.2 RLD_OUT短路电流 −5 闭环增益范围2 压摆率2 折合到输入端噪声1 放大器GBP2 25 64 32 16 8 24 0.2 0.02 1至10 μA p-p μA p-p μA p-p μA p-p bits Ω Ω 1 % ppm/C AVDD − 0.2 +5 V 25 ±2 200 8 1.5 mA V/V mV/ms μV p-p MHz 数据手册 测试条件/注释 GAIN 0至GAIN 2 GAIN 3 GAIN 2，2 kHz数据速率，见表4 0.5 Hz至40 Hz；高性能模式 0.05 Hz至150 Hz；高性能模式 0.05 Hz至150 Hz；低功耗模式 0.05 Hz至150 Hz；高性能模式 0.05 Hz至150 Hz；低功耗模式 0.05 Hz至150 Hz；高性能模式 0.05 Hz至150 Hz；低功耗模式 120 Hz时 GAIN 0，2 kHz数据速率，−0.5 dB满量程输入信号，10 Hz −0.5 dB 满量程输入信号 CM_IN引脚 整个工作范围内：直流和交流导联脱落禁用 AGND至AVDD CM_OUT引脚 内部电压；与电源无关 无直流负载 非设计用于驱动电流 电阻匹配误差 这些规格适用于以下引脚： EXT_RESP_LA、EXT_RESP_LL、EXT_RESP_RA和选定内部呼吸路径 （导联I、导联II、导联III） 交流耦合，与电源无关 可编程增益（10个状态） 适用于EXT_RESP_xx引脚，AGND至AVDD范围内 可编程频率，见表30 呼吸驱动电流对应于RESPCTL寄存器的RESPAMP位设置的差分电 压。内部呼吸模式，电缆5 kΩ/200 pF，1.2 kΩ胸阻抗 驱动范围A 驱动范围B2 驱动范围C2 驱动范围D2 更新速率125 Hz 每电极电缆小于5 kΩ/200 pF；体电阻建模为1.2 kΩ 无电缆阻抗，体电阻建模为1.2 kΩ 数字编程，步进为1 GAIN 0设置的LSB权重 需要外部保护电阻以限制流入患者的电流；输出短接到 AVDD/AGND 0.05 Hz至150 Hz Rev. B | Page 6 of 80 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 数据手册 参数 直流导联脱落 导联脱落电流精度 阈值上限1 阈值下限1 阈值精度 交流导联脱落 频率范围 导联脱落电流精度 REFIN 输入范围2 输入电流 最小值 典型值 最大值 1.76 450 单位 ±10 2.4 0.2 25 % V V mV 2.039 ±10 kHz % 1.8 113 675 1.84 1.8 ±10 0.1 4.5 33 17 1.815 950 V μA μA REFOUT 输出电压，VREF 基准电压温度系数1 输出阻抗2 短路电流1 电压噪声1 校准DAC DAC分辨率 满量程输出电压 零电平输出电压 DNL 输出串联电阻2 输入电流 校准DAC测试音 输出电压 方波 低频正弦波 高频正弦波 屏蔽驱动器（仅限 ADAS1000/ADAS1000-1） 输出电压范围 增益 失调电压 短路电流 稳定容性负载2 晶振 频率2 启动时间2 CLOCK_IO 工作频率2 输入占空比2 输出占空比2 数字输入 输入低电压，VIL 输入高电压，VIH 输入电流，IIH、IIL 引脚电容2 1.785 2.64 0.24 −1 10 2.7 0.3 2.76 0.36 +1 10 ±5 0.9 1 1 10 150 0.3 15 可分4个阶跃编程：12.5 nA rms、25 nA rms、50 nA rms、100 nA rms 固定频率 编程值的百分比，低阻抗下测量 通道增益与REFIN成正比 每个活动ADC 5个ECG通道和呼吸使能 ADC的片内基准电压；非设计用于直接驱动其他器件的基准输入， 必须外部缓冲 V ppm/°C Ω mA 短路至地 μV p-p 0.05 Hz至150 Hz（ECG频段） μV p-p 0.05 Hz至5 Hz（呼吸） 通过CAL_DAC_IO提供（主器件输出，从器件输入） 位 V 无负载，标称满量程输出为1.5 × REFOUT V 空载 LSB kΩ 非设计用于驱动低阻抗负载，用于配置为输入的从机CAL_DAC_IO nA 用作输入时 1.1 mV p-p 叠加于共模电压之上，VCM_REF = 1.3 V Hz Hz Hz 2.3 V V/V mV μA nF 1 −20 测试条件/注释 内部电流源，上拉开路ECG引脚； 以10 nA步长编程：10 nA至70 nA 编程值的百分比 输入与阈值进行比较；如果输入超过阈值，导联脱落标志就会置位 +20 25 10 叠加于共模电压之上，VCM 输出电流受内部串联电阻限制 适用于XTAL1和XTAL2 8.192 15 MHz ms 8.192 20 80 50 内部启动 外部时钟源提供给CLK_IO；将器件设置为从机时，此引脚配置为 输入 MHz % % 适用于所有数字输入 0.3 × IOVDD 0.7 × IOVDD −1 −20 V V +1 +20 3 μA μA pF RESET内置上拉电阻 Rev. B | Page 7 of 80 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 参数 数字输出 输出低电压，VOL 输出高电压，VOH 输出上升/下降时间 DVDD调节器 输出电压 可用电流1 短路电流限值 ADCVDD调节器 输出电压 短路电流限值 电源范围2 AVDD IOVDD ADCVDD DVDD 电源电流 AVDD待机电流 IOVDD待机电流 外部提供的ADCVDD和 DVDD AVDD电流 ADCVDD电流 DVDD电流 内部提供的ADCVDD和 DVDD AVDD电流 功耗 外部提供的ADCVDD和 DVDD3 所有5个输入通道和 RLD 内部提供的ADCVDD和 DVDD 所有5个输入通道和 RLD 其他功能4 功耗 呼吸 屏蔽驱动器 1 2 3 4 最小值 典型值 最大值 0.4 IOVDD − 0.4 1.75 4 单位 测试条件/注释 V V ISINK = 1 mA ISOURCE = −1 mA ns 容性负载 = 15 pF，20%至80% DVDD的内部1.8 V调节器 1.8 1 40 1.85 V mA mA 1.75 1.8 40 1.85 V mA 3.15 1.65 1.71 1.71 3.3 1.8 1.8 5.5 3.6 1.89 1.89 V V V V 785 1 975 60 μA μA 数据手册 压降小于10 mV；用于外部器件加载目的 ADCVDD的内部1.8 V调节器；建议不要用作其他电路的电源 若由外部1.8 V调节器施加 若由外部1.8 V调节器施加 所有5个通道使能，RLD使能，起搏使能 3.4 3.1 4.25 6.2 4.7 7 2.7 1.4 3.4 6.25 5.3 6.3 9 6.5 9 5 3.5 5.5 mA mA mA mA mA mA mA mA mA 高性能模式 低性能模式 高性能模式，呼吸使能 高性能模式 低性能模式 高性能模式，呼吸使能 高性能模式 低性能模式 高性能模式，呼吸使能 所有5个通道使能，RLD使能，起搏使能 12.5 9.4 14.8 15.3 12.4 17.3 mA mA mA 高性能模式 低性能模式 高性能模式，呼吸使能 所有5个通道使能，RLD使能，起搏使能 27 mW 高性能（低噪声） 21 mW 低功耗模式 所有5个通道使能，RLD使能，起搏使能 41 mW 高性能（低噪声） 31 mW 低功耗模式 7.6 150 mW μW 通过特性保证，但未经生产测试。 通过设计保证，但未经生产测试。 ADCVDD和DVDD可从内部LDO供电，或从外部1.8 V电源轨供电，后一方式的功耗可能更低。 起搏是一个数字功能，不会引起功耗。 Rev. B | Page 8 of 80 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 数据手册 噪声性能 表 3. 0.5 秒窗口内折合到输入端噪声典型值(μV p-p)1 模式 模拟导联模式3 高性能模式 数据速率2 GAIN 0 (×1.4) ±1 VCM GAIN 1 (×2.1) ±0.67 VCM GAIN 2 (×2.8) ±0.5 VCM GAIN 3 (×4.2) ±0.3 VCM 2 kHz（0.5 Hz至40 Hz） 2 kHz（0.05 Hz至150 Hz） 8 14 6 11 5 9 4 7.5 1 典型值在25°C下测量，未经生产测试。 2 使用2 kHz包/帧速率收集的数据是在0.5秒期间测得。ADAS1000内置可编程低通滤波器的带宽配置为40 Hz或150 Hz。数据利用一个0.05 Hz或0.5 Hz的数字滤波 器收集并后处理，以提供上述频段内的数据。 3 模拟导联模式如图58所示。 表 4. 折合到输入端噪声典型值(μV p-p)1 模式 模拟导联模式3 高性能模式 低功耗模式 电极模式4 高性能模式 低功耗模式 数字导联模式5, 6 高性能模式 低功耗模式 1 2 3 4 5 6 数据速率2 GAIN 0 (×1.4) ±1 VCM GAIN 1 (×2.1) ±0.67 VCM GAIN 2 (×2.8) ±0.5 VCM GAIN 3 (×4.2) ±0.3 VCM 2 kHz（0.5 Hz至40 Hz） 2 kHz（0.05 Hz至150 Hz） 2 kHz（0.05 Hz至250 Hz） 2 kHz（0.05 Hz至450 Hz） 16 kHz 128 kHz 2 kHz（0.5 Hz至40 Hz） 2 kHz（0.05 Hz至150 Hz） 16 kHz 128 kHz 12 20 27 33.5 95 180 13 22 110 215 8.5 14.5 18 24 65 130 9.5 15.5 75 145 6 10 14.5 19 50 105 7.5 12 59 116 5 8.5 10.5 13.5 39 80 5.5 9 45 85 2 kHz（0.5 Hz至40 Hz） 2 kHz（0.05 Hz至150 Hz） 2 kHz（0.05 Hz至250 Hz） 2 kHz（0.05 Hz至450 Hz） 16 kHz 128 kHz 2 kHz（0.5 Hz至40 Hz） 2 kHz（0.05 Hz至150 Hz） 16 kHz 128 kHz 13 21 26 34.5 100 190 14 22 110 218 9.5 15 19 25 70 139 9.5 15.5 75 145 8 11 15.5 20.5 57 110 7.5 12 60 120 5.5 9 11.5 14.5 41 85 5.5 9.5 45 88 2 kHz（0.5 Hz至40 Hz） 2 kHz（0.05 Hz至150 Hz） 2 kHz（0.05 Hz至250 Hz） 2 kHz（0.05 Hz至450 Hz） 16 kHz 2 kHz（0.5 Hz至40 Hz） 2 kHz（0.05 Hz至150 Hz） 16 kHz 16 25 34 46 130 18 30 145 11 19 23 31 90 12.5 21 100 9 15 18 24 70 10 16 80 6.5 10 13 17.5 50 7 11 58 典型值在25°C下测量，未经生产测试。 使用2 kHz包/帧速率收集的数据是在20秒期间测得。ADAS1000内置可编程低通滤波器的带宽配置为40 Hz或150 Hz。数据利用一个0.05 Hz或0.5 Hz的数字滤波 器收集并后处理，以提供上述频段内的数据。 模拟导联模式如图58所示。 单端输入电极模式如图61所示。电极模式指公共电极A、公共电极B和单端输入电极配置。参见“电极/导联信息和输入级配置”部分。 数字导联模式如图59所示。 数字导联模式提供2 kHz和16 kHz两种数据速率。 Rev. B | Page 9 of 80 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 数据手册 时序特性 标准串行接口 AVDD = 3.3 V ± 5%， IOVDD = 1.65 V 至 3.6 V， AGND = DGND = 0 V， REFIN 连接到 REFOUT， 外部提供的晶体/时钟 = 8.192 MHz。 除非另有说明，TA = −40°C 至+85°C。典型规格是 TA = 25°C 时的平均值。 表 5. 参数1 输出速率2 3.3 V 2 SCLK周期时间 tCSSA tCSHA tCH tCL tDO tDS tDH tCSSD tCSHD tCSW 25 8.5 3 8 8 8.5 11 2 2 2 2 25 tDRDY_CS2 tCSO RESET低电平时间2 0 6 20 2 1.8 V 128 单位 kHz 40 9.5 3 8 8 11.5 19 2 2 2 2 40 50 12 3 8 8 20 24 2 2 2 2 50 ns（最小值） ns（最小值） ns（最小值） ns（最小值） ns（最小值） ns（典型值） ns（最大值） ns（最小值） ns（最小值） ns（最小值） ns（最小值） ns（最小值） 0 7 20 0 9 20 ns（最小值） ns（典型值） ns（最小值） 描述 额定IOVDD电源范围内；三种可编程输出数据速率通过 FRMCTL寄存器配置（见表37）：2 kHz、16 kHz、128 kHz； 较低速率使用跳过模式 关于SCLK与包数据速率的关系的详细信息，参见表21 CS有效建立时间至上升SCLK CS有效保持时间至上升SCLK SCLK高电平时间 SCLK低电平时间 SCLK下降沿至SDO有效延迟；SDO电容为15 pF SCLK上升沿至SDI有效建立时间 SCLK上升沿至SDI有效保持时间 SCLK上升沿至CS有效建立时间 SCLK上升沿至CS有效保持时间 CS两次写入（如使用）之间的高电平时间。注意，CS为可选 输入，可以永久接至低电平。详情参见“串行接口”部分。 DRDY至CS建立时间 从CS置位到SDO有效的延迟时间 最小脉冲宽度；RESET为边沿触发 通过特性保证，但未经生产测试。 通过设计保证，但未经生产测试。 SCLK tCSSA tCH tCSSD tCL tCSHA tCSHD CS tCSW tDS tDH MSB DB[31] SDI DB[30] R/W tCSO SDO LSB DB[29] DB[25] DB[24] ADDRESS DB[23] DB[1] DATA LSB MSB DRDV DO_31LAST DB[0] DO_30LAST DO_29LAST DO_25LAST DO_1LAST tDO 图 2. 数据读取和写入时序图（CPHA = 1、CPOL = 1） Rev. B | Page 10 of 80 DO_0LAST 09660-002 1 IOVDD 2.5 V ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 数据手册 SCLK tCSSA tCH tCSSD tCL tCSHA tCSHD CS tCSW tDS tDH MSB LSB DB[31] SDI DB[29] R/W tCSO DB[25] DB[24] DB[23] ADDRESS DB[1] DB[0] DATA LSB MSB DRDV DO_31LAST DO_30LAST DO_29LAST DO_1LAST DO_25LAST DO_0LAST 09660-002 SDO DB[30] tDO 图 3. 开始读取帧数据（CPHA = 1、CPOL = 1） tCH SCLK tCSSD tCL tCSSA tCSHA tCSHD CS tCSW DB[31] SDI tDO SDO tDS LSB DB[30] DB[29] R/W DB[28] DB[24] ADDRESS DB[2] DB[1] DATA MSB DO_31LAST DB[0] LSB DO_30LAST DO_29LAST DO_28LAST DO_1LAST tDO 图 4. 数据读取和写入时序图（CPHA = 0、CPOL = 0） Rev. B | Page 11 of 80 DO_0LAST 09660-004 MSB tDH ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 数据手册 第二串行接口（主接口用于客户的数字起搏算法）仅限 ADAS1000/ADAS1000-1 AVDD = 3.3 V ± 5%， IOVDD = 1.65 V 至 3.6 V， AGND = DGND = 0 V， REFIN 连接到 REFOUT， 外部提供的晶体/时钟 = 8.192 MHz。 除非另有说明，TA = −40°C 至+85°C。典型规格是 TA = 25°C 时的平均值。当 ECGCTL 寄存器配置为高性能模式时（ECGCTL[3] = 1， 见表 28） ，下列时序规格适用于主接口。 表 6. 参数1 输出数据速率2 fSCLK2 tMCSSA tMDO tMCSHD tMCSW 最小值 典型值 128 2.5 × 晶体频率 24.4 0 48.8 2173 最大值 单位 kHz MHz ns ns ns ns 2026 1 2 ns 描述 所有5个16位ECG数据字均仅以128 kHz的帧速率提供。 晶体频率 = 8.192 MHz MCS有效建立时间 MSCLK上升沿至MSDO有效延迟。 MSCLK下降沿至MCS有效保持时间 MCS高电平时间，SPIFW = 0，MCS在整个帧期间置位，如图5所 示，配置见表33 MCS高电平时间，SPIFW = 1，MCS在帧的每个字期间置位，如 图6所示，配置见表33 通过特性保证，但未经生产测试。 通过设计保证，但未经生产测试。 tMSCLK 2 tMSCLK MSCLK tMCSSA tMCSHD MCS tMCSW SPIFW = 0* LSB MSB D0_0 D1_15 MSB MSDO D0_15 D0_14 D0_1 D1_14 LSB MSB D5_0 D6_15 LSB D6_0 D6_14 tMDO 16-BIT CRC WORD 5 × 16-BIT ECG DATA 09660-105 HEADER: 0xF AND12-BIT COUNTER *SPIFW = 0 PROVIDES MCS FOR EACH FRAME, SCLK STAYS HIGH FOR 1/2 MSCLK CYCLE BETWEEN EACH WORD. 图 5. SPIFW = 0 时的数据读取和写入时序图，显示整个包的数据（表头、5 个 ECG 字和 CRC 字） tMSCLK MSCLK tMCSSA tMSCLK tMCSHD MCS SPIFW = 1* tMCSW LSB MSB MSDO D0_15 D0_14 D0_1 D0_0 MSB D1_15 LSB D1_14 D5_0 MSB D6_15 LSB D6_14 D6_0 HEADER: 0xF AND 12-BIT COUNTER 5 × 16-BIT ECG DATA 16-BIT CRC WORD *SPIFW = 1 PROVIDES MCS FOR EACH FRAME, SCLK STAYS HIGH FOR 1 MSCLK CYCLE BETWEEN EACH WORD. 图 6 .SPIFW = 1 时的数据读取和写入时序图，显示整个包的数据（表头、5 个 ECG 字和 CRC 字） Rev. B | Page 12 of 80 09660-005 tMDO ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 数据手册 绝对最大额定值 热阻 表 7. 参数 AVDD至AGND IOVDD至DGND ADCVDD至AGND DVDD至DGND REFIN/REFOUT至REFGND ECG和模拟输入至AGND 数字输入至DGND REFIN至ADCVDD AGND至DGND REFGND至AGND ECG输入连续电流 存储温度范围 工作结温范围 回流温度曲线 结温 ESD HBM FICDM θJA 针对最差条件，即焊接在电路板上的器件为表贴封装。 额定值 −0.3 V至+6 V −0.3 V至+6 V −0.3 V至+2.5 V −0.3 V至+2.5 V −0.3 V至+2.1 V −0.3 V至AVDD + 0.3 V −0.3 V至IOVDD + 0.3 V ADCVDD + 0.3 V −0.3 V至0.3 V −0.3 V至0.3 V ±10 mA −65°C至+125°C −40°C至+85°C J-STD 20 (JEDEC) 150°C（最大值） 表 8. 热阻 1 封装类型 56引脚LFCSP 64引脚LQFP 1 θJA 35 42.5 单位 °C/W °C/W 基于JEDEC标准4层(2S2P)高有效热导率测试板(JESD51-7)和自然对流。 ESD 警告 ESD（静电放电）敏感器件。带电器件和电路板可能 会在没有察觉的情况下放电。尽管本产品具有专利或 专有保护电路，但在遇到高能量ESD时，器件可能会 损坏。因此，应当采取适当的ESD防范措施，以避免 器件性能下降或功能丧失。 2500 V 1000 V 注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损 坏。这只是额定最值，不表示在这些条件下或者在任何其 他超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，器件能 够正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影响器 件的可靠性。 Rev. B | Page 13 of 80 CS 40 DGND 39 GPIO3 REFIN ECG1_LA TOP VIEW (Not to Scale) 9 10 11 38 GPIO2/MSDO 12 37 GPIO1/MSCLK ECG4_V1 13 36 GPIO0/MCS ECG5_V2 14 35 IOVDD AGND 15 34 DGND NC 16 33 NC NC 43 44 45 48 46 49 47 50 53 52 51 14 29 NOTES 1. THE EXP OSED PADD LE IS ON THE TOP OF T HE PACKA GE; IT I S CONNECTED TO T HE MOST NEGATIVE POTENTIAL, AGND. 09660 -007 DGND DVDD 32 31 30 29 30 31 32 CLK_IO XTAL2 XTAL1 ADCVDD AGND AVDD AGND CM_OUT/WCT 21 22 23 24 25 26 27 28 RLD_SJ CM_IN 19 20 RLD_OUT NC AVDD 17 18 11 12 13 15 ECG2_LL ECG3_RA 34 33 NOTES 1. NC = NO CONNECT. DO NOT CONNECT TO THIS PIN. 图 8. ADAS1000 56 引脚 LFCSP 引脚配置 56 55 54 53 52 51 50 49 48 47 46 45 44 43 AVDD CM_IN RLD_OUT RLD_SJ CM_OUT/WCT AVDD AGND AGND ADCVDD XTAL1 XTAL2 CLK_IO DVDD DGND 图 7. ADAS1000 64 引脚 LQFP 引脚配置 PIN 1 INDICATOR ADAS1000-1 56-LEAD LFCSP TOP VIEW (Not to Scale) 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 DGND IOVDD GPIO0/MCS GPIO1/MSCLK GPIO2/MSDO GPIO3 DGND CS DRDY SDI SCLK SDO IOVDD DGND AVDD NC CAL_DAC_IO SHIELD VREG_EN AVDD AGND AGND ADCVDD RESET PD SYNC_GANG DVDD DGND 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 AGND 1 ECG5_V2 2 ECG4_V1 3 ECG3_RA 4 ECG2_LL 5 ECG1_LA 6 REFIN 7 REFOUT 8 REFGND 9 NC 10 NC 11 NC 12 NC 13 AGND 14 NOTES 1. THE EXPOSED PADDLE IS ON THE TOP OF THE PACKAGE; IT IS CONNECTED TO THE MOST NEGATIVE POTENTIAL, AGND. 图 9. ADAS1000-1 56 引脚 LFCSP 引脚配置 Rev. B | Page 14 of 80 09660-006 DRDY 41 ADAS1000 64-LEAD LQFP 35 TOP VIEW (Not to Scale) DGND IOVDD GPIO0/MCS GPIO1/MSCLK GPIO2/MSDO GPIO3 DGND CS DRD Y SDI SCLK SDO IOVDD DGND 28 42 7 8 8 9 10 26 SDI 36 27 43 25 6 24 EXT_RESP_LA 21 SCLK 22 SDO 44 38 37 56-LEAD LF CSP 7 23 45 5 39 ADAS1000 6 18 4 4 5 20 IOVDD EXT_RESP_RA REFOUT 54 AV DD C M _I N R L D _O U T R L D _S J C M _O U T / W C T AV DD AG ND AG ND ADCV DD X T AL 1 X T AL 2 C L K _I O DV DD DG ND 46 EXT_RESP_LL REFGND 55 56 DGND 41 40 19 3 47 42 PIN 1 IND ICA TO R 16 RESPDAC_RA PIN 1 1 2 3 AV DD R E S P D A C _L L C A L _D A C _I O S H I E L D / R E S P D A C _L A V R E G _E N AV DD AG ND AG ND ADCV DD RE S E T PD S Y N C _G A N G DV DD DG ND 2 NC 09660-008 NC AGND 48 17 AGND ECG5_V2 ECG4_V1 ECG3_RA ECG2_LL ECG1_LA REFIN REFOUT REFGND EXT_RESP _LA EXT_RESP _LL EXT_RESP _RA RESP DAC_R A AGND 64 63 62 61 60 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50 49 1 数据手册 NC DGND SYNC_GANG DVDD PD RESET ADCVDD AGND AGND AVDD SHIELD/RESPDAC_LA VREG_EN CAL_DAC_IO RESPDAC_LL NC AVDD ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 引脚配置和功能描述 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 51 50 49 AVDD CM_IN NC RLD_SJ NC AVDD AGND AGND ADCVDD NC NC CLK_IN DVDD DGND 52 56 55 54 53 52 51 50 49 48 47 46 45 44 43 53 NC 54 DGND 55 SY NC_ GANG PD 56 DVDD RESET 57 AGND 59 58 ADC VDD 60 AGND 61 AVDD NC VREG_EN 63 62 CAL_DAC_ IN 64 NC NC AVDD 数据手册 2 NC 3 PIN 1 48 NC 47 DGND 46 IOVDD NC 4 45 SDO NC 5 44 SCLK NC 6 43 SDI REFGND 7 42 DRD Y REFOUT 8 41 CS REFIN 9 40 DGND ADAS1000-2 64-LEAD LQFP TO P VIEW (Not to Scale) ECG1 10 ECG2 11 39 GPIO3 38 GPIO2 ECG3 12 37 GPIO1 ECG4 13 36 GPIO0 ECG5 14 35 IOVDD AGND 15 34 DGND 33 NC 29 30 31 32 NOTES 1. NC = NO CONNECT. DO NOT CONNECT TO T HIS PIN. PIN 1 INDICATOR ADAS1000-2 56-LEAD LFCSP TOP VIEW (Not to Scale) 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 DGND IOVDD GPIO0 GPIO1 GPIO2 GPIO3 DGND CS DRDY SDI SCLK SDO IOVDD DGND NOTES 1. THE EXPOSED PADDLE IS ON THE TOP OF THE PACKAGE; IT IS CONNECTED TO THE MOST NEGATIVE POTENTIAL, AGND. 2. NC = NO CONNECT. DO NOT CONNECT TO THIS PIN. 09660-010 NC 27 28 NC RLD_SJ 26 DGND NC 25 DVDD CM_IN 24 CLK_IN NC 23 NC 22 NC 21 ADC VDD 20 AGND 19 AVDD 18 AGND 17 AVDD NC 16 AGND 1 ECG5 2 ECG4 3 ECG3 4 ECG2 5 ECG1 6 REFIN 7 REFOUT 8 REFGND 9 NC 10 NC 11 NC 12 NC 13 AGND 14 图 10. ADAS1000-2 配套 64 引脚 LQFP 引脚配置 09660-009 AGND 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 1 AVDD NC CAL_DAC_IN NC VREG_EN AVDD AGND AGND ADCVDD RESET PD SYNC_GANG DVDD DGND NC 图 11. ADAS1000-2 配套 56 引脚 LFCSP 引脚配置 表 9. 引脚功能描述 ADAS1000 LQFP LFCSP 18, 23, 15, 20, 58, 63 51, 56 35, 46 30, 41 ADAS1000-1 LFCSP 15, 20, 51, 56 30, 41 ADAS1000-2 LQFP LFCSP 18, 23, 15, 20, 58, 63 51, 56 35, 46 30, 41 26, 55 23, 48 23, 48 26, 55 23, 48 ADCVDD 30, 51 27, 44 27, 44 30, 51 27, 44 DVDD 2, 15, 24, 25, 56, 57 31, 34, 40, 47, 50 59 1, 14, 21, 22, 49, 50 28, 29, 36, 42, 43 19 1, 14, 21, 22, 49, 2, 15, 50 24, 25, 56, 57 28, 29, 36, 42, 31, 34, 43 40, 47, 50 19 59 10 11 12 13 14 6 5 4 3 2 6 5 4 3 2 引脚名称 AVDD IOVDD 1, 14, 21, AGND 22, 49, 50 28, 29, DGND 36, 42, 43 19 VREG_EN ECG1_LA ECG2_LL ECG3_RA ECG4_V1 ECG5_V2 Rev. B | Page 15 of 80 描述 模拟电源。关于旁路电容的建议，参见“电源、接地和去 耦策略”部分。 数字输入和输出电平的数字电源。关于旁路电容的建议， 参见“电源、接地和去耦策略”部分。 ADC的模拟电源。一个片内线性调节器为ADC提供电源电 压。此引脚主要用于去耦目的，但如果用户希望使用一个 效率更高的电源来降低功耗，此引脚也可以通过外部1.8 V 电源供电。这种情况下，应让VREG_EN引脚接地以禁用 ADCVDD和DVDD调节器。ADCVDD引脚不能用于为其他功 能供电。关于旁路电容的建议，参见“电源、接地和去耦 策略”部分。 数字电源。一个片内线性调节器为数字内核提供电源电 压。此引脚主要用于去耦目的，但如果用户希望使用一个 效率更高的电源来降低功耗，此引脚也可以过驱，通过外 部1.8 V电源供电。这种情况下，应让VREG_EN引脚接地以 禁用ADCVDD和DVDD调节器。关于旁路电容的建议，参 见“电源、接地和去耦策略”部分。 模拟地。 数字地。 使能或禁用内部用于ADCVDD和DVDD的电压调节器。此 引脚接AVDD时，使能内部电压调节器，接地时禁用。 模拟输入，左臂(LA)。 模拟输入，左腿(LL)。 模拟输入，右臂(RA)。 模拟输入，胸电极1或辅助生物电输入(V1)。 模拟输入，胸电极2或辅助生物电输入(V2)。 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 ADAS1000 LQFP LFCSP ADAS1000-1 ADAS1000-2 LFCSP LQFP LFCSP 10 6 11 5 12 4 13 3 14 2 4 5 6 62 60 12 11 10 16 18 3 22 19 21 20 61 13 52 55 53 54 17 52 55 53 54 17 9 7 8 7 27, 28 引脚名称 ECG1 ECG2 ECG3 ECG4 ECG5 EXT_RESP_RA EXT_RESP_LL EXT_RESP_LA RESPDAC_LL SHIELD/ RESPDAC_LA 19 21 55 53 RESPDAC_RA CM_OUT/WCT CM_IN RLD_SJ RLD_OUT CAL_DAC_IO 7 9 7 REFIN 8 9 47, 46 8 9 47, 46 8 7 8 9 REFOUT REFGND XTAL1, XTAL2 29 45 45 41 35 35 41 35 CS 44 43 53 45 32 33 25 31 32 33 25 31 44 43 53 45 32 33 25 31 SCLK SDI PD SDO 42 34 34 42 34 DRDY 54 24 24 54 24 RESET 52 26 26 52 26 SYNC_GANG 36 37 38 39 40 39 38 37 40 39 38 37 CLK_IO GPIO0/MCS GPIO1/MSCLK GPIO2/MSDO GPIO3 数据手册 描述 模拟输入1。 模拟输入2。 模拟输入3。 模拟输入4。 模拟输入5。 可选外部呼吸输入。 可选外部呼吸输入。 可选外部呼吸输入。 更高性能呼吸分辨率的可选路径，呼吸DAC驱动，负侧0。 共用引脚（用户配置）。屏蔽驱动器的输出(SHIELD)。更 高性能呼吸分辨率的可选路径，呼吸DAC驱动，负侧1 (RESPDAC_LA)。 更高性能呼吸分辨率的可选路径，呼吸DAC驱动，正侧。 共模输出电压（所选电极的平均值）。非设计用于驱动电流。 共模输入。 右腿驱动放大器的求和结。 右腿驱动放大器的输出和反馈结。 校准DAC输入/输出。主器件的输出，从器件的输入。非设 计用于驱动电流。 基准电压输入。对于独立模式，将REFOUT连接到REFIN。 要求ESR < 0.2 Ω的外部10 μF电容与0.1 μF旁路电容并联接 GND，这些电容必须尽可能靠近该引脚。可以将外部基准 电压连接到REFIN。 基准电压输出。 基准电压地。连接到干净的地。 外部晶体连接在这两个引脚之间；外部时钟驱动应施加于 CLK_IO。每个XTAL引脚需要15 pF接地电容。 缓冲时钟输入/输出。主器件的输出，从器件的输入。上电 进入高阻抗状态。 片选和帧同步，低电平有效。在帧传输模式下，CS可用于 帧传输每个字或整套数据。 时钟输入。数据在上升沿读入移位寄存器，在下降沿读出。 串行数据输入。 关断，低电平有效。 串行数据输出。此引脚用于回读寄存器配置数据和数据帧 传输。 数字输出。此引脚为低电平时，表示转换数据可供读取， 高电平时表示繁忙。读取包数据时，必须读取整个包 后，DRDY才能返回高电平状态。 数字输入。此引脚内置上拉电阻。此引脚可将所有内部节 点复位到其上电复位值。 数字输入/输出（主器件的输出，从器件的输入）。多器件 相连时，用于同步控制。上电进入高阻抗状态。 通用I/O或主器件128 kHz SPI CS。 通用I/O或主器件128 kHz SPI SCLK。 通用I/O或主器件128 kHz SPI SDO。 通用I/O。 Rev. B | Page 16 of 80 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 数据手册 ADAS1000 LQFP LFCSP 1, 16, 17, 32, 33, 48, 49, 64 57 ADAS1000-1 ADAS1000-2 LFCSP LQFP LFCSP 10, 11, 12, 13, 1, 3, 4, 10, 11, 16 5, 6, 16, 12, 13, 17, 20, 16, 18, 22, 27, 46, 47, 28, 32, 52, 54 33, 48, 49, 60, 62, 64 36 40 37 39 38 38 39 37 18 61 17 29 45 57 57 引脚名称 NC 描述 不连接。请勿连接到这些引脚（参见图7、图9、图10和图 11）。 GPIO0 GPIO1 GPIO2 GPIO3 SHIELD CAL_DAC_IN CLK_IN EPAD 通用I/O。 通用I/O。 通用I/O。 通用I/O。 屏蔽驱动器的输出。 校准DAC输入。配套器件的输入。校准信号来自主器件。 缓冲时钟输入。此引脚应通过主器件CLK_IO引脚驱动。 裸露焊盘。裸露焊盘位于封装之上，连接到最大负电位 AGND。 Rev. B | Page 17 of 80 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 典型性能参数 数据手册 8 15 10 INPUT REFERRED NOISE (µV) 4 2 0 –2 0 –5 –10 –4 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TIME (Seconds) –15 09660-039 –6 5 0.5Hz TO 150Hz GAIN SETTING 3 = 4.2 DATA RATE = 2kHz 10 SECONDS OF DATA 0 4 5 6 7 8 25 INPUT REFERRED NOISE (µV) INPUT REFERRED NOISE (µV) 3 9 10 图 15. 折合到输入端噪声：0.5 Hz 至 150 Hz 带宽， 2 kHz 数据速率，GAIN 3 (4.2) 0.5Hz TO 40Hz GAIN SETTING 3 = 4.2 DATA RATE = 2kHz 10 SECONDS OF DATA 6 2 TIME (Seconds) 图 12. 折合到输入端噪声：0.5 Hz 至 40 Hz 带宽， 2 kHz 数据速率，GAIN 0 (1.4) 8 1 09660-042 INPUT REFERRED NOISE (µV) 0.5Hz TO 40Hz GAIN SETTING 0 = 1.4 DATA RATE = 2kHz 6 10 SECONDS OF DATA 4 2 0 –2 LA 150Hz LA 40Hz 20 15 10 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TIME (Seconds) 0 09660-040 GAIN 2 GAIN 3 图 16. ECG 通道噪声性能（0.5 Hz 至 40 Hz 或 0.5 Hz 至 150 Hz 带宽）与增益设置的关系 15 0.020 10 AVDD = 3.3V GAIN SETTING 0 = 1.4 0.018 GAIN ERROR (%) 5 0 –5 –10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 TIME (Seconds) 0.016 0.014 0.012 0.5Hz TO 150Hz GAIN SETTING 0 = 1.4 DATA RATE = 2kHz 10 SECONDS OF DATA 10 0.010 09660-041 INPUT REFERRED NOISE (µV) GAIN 1 GAIN SETTING 图 13. 折合到输入端噪声：0.5 Hz 至 40 Hz 带宽， 2 kHz 数据速率，GAIN 3 (4.2) –15 GAIN 0 LA LL RA V1 ELECTRODE INPUT 图 14. 折合到输入端噪声：0.5 Hz 至 150 Hz 带宽， 2 kHz 数据速率，GAIN 0 (1.4) 图 17. 典型增益误差与通道的关系 Rev. B | Page 18 of 80 V2 09660-044 –6 09660-043 –4 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 数据手册 0.121 0.215 AVDD = 3.3V 0.210 0.101 0.205 THRESHOLD (V) 0.081 0.061 0.041 0.200 0.195 0.190 0.021 GAIN 0 GAIN 1 GAIN 2 GAIN 3 0.180 –40 ECG DC LEAD-OFF THRESHOLD RLD DC LEAD-OFF THRESHOLD –20 0 GAIN SETTING 图 18. 典型增益误差与增益的关系 2.420 –0.10 –0.15 –0.20 2.405 2.400 2.395 2.390 –20 0 20 40 60 80 TEMPERATURE (°C) 2.375 –40 09660-046 –0.35 –40 2.380 0 20 40 60 80 图 22. 直流导联脱落比较器阈值上限与温度的关系 0 AVDD = 3.3V GAIN SETTING 0 = 1.4 AVDD = 3.3V –1 –2 –3 1 –4 GAIN (dB) 2 0 –1 –5 –6 –2 –7 –3 –8 –4 –9 0.8 1.3 1.8 2.3 VOLTAGE (V) –10 09660-047 LEAKAGE (nA) –20 TEMPERATURE (°C) 图 19. 所有增益设置的典型增益误差与温度的关系 +85°C +55°C +25°C –5°C –40°C ECG DC LEAD-OFF THRESHOLD RLD DC LEAD-OFF THRESHOLD 09660-049 GAIN ERROR G0 GAIN ERROR G1 GAIN ERROR G2 GAIN ERROR G3 –0.30 –5 0.3 AVDD = 3.3V 2.385 –0.25 3 80 2.410 –0.05 4 60 2.415 HIGH THRESHOLD (V) GAIN ERROR (%) 0 = 1.4 1 = 2.1 2 = 2.8 3 = 4.2 0 5 40 图 21. 直流导联脱落比较器阈值下限与温度的关系 0.15 AVDD = 3.3V GAIN SETTING 0.10 GAIN SETTING GAIN SETTING 0.05 GAIN SETTING 20 TEMPERATURE (°C) 09660-048 0.001 09660-045 0.185 1 10 100 1k FREQUENCY (Hz) 图 20. 输入电压范围内的典型 ECG 通道漏电流与温度 的关系 图 23. 滤波器响应：40 Hz 滤波器使能、2 kHz 数据速率； 数字滤波器概况见图 75 Rev. B | Page 19 of 80 09660-050 GAIN ERROR (%) AVDD = 3.3V ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 0 数据手册 0 AVDD = 3.3V –1 –1 –2 –2 –4 GAIN (dB) GAIN (dB) –3 –5 –6 –3 –4 –7 –8 –5 –9 10 100 1k FREQUENCY (Hz) –6 AVDD = 3.3V 1 10 图 24. 滤波器响应：150 Hz 滤波器使能、2 kHz 数据速率； 数字滤波器概况见图 75 0 0 –1 –2 –2 –5 –6 100k AVDD = 3.3V –4 –5 –6 –7 –7 –8 10 100 1k FREQUENCY (Hz) –9 09660-052 1 10 100 1k 10k 100k FREQUENCY (Hz) 图 25. 滤波器响应：250 Hz 滤波器使能、2 kHz 数据速率； 数字滤波器概况见图 75 0 1 09660-055 –8 –9 图 28. 滤波器响应：128 kHz 数据速率；数字滤波器概 况见图 75 1.8010 AVDD = 3.3V –1 1.8005 –2 1.8000 –3 VOLTAGE (V) 1.7995 –4 –5 –6 1.7990 1.7985 1.7980 –7 1.7975 –8 1 10 100 1k FREQUENCY (Hz) 图 26. 滤波器响应：450 Hz 滤波器使能、2 kHz 数据速率； 数字滤波器概况见图 75 1.7965 –40 –20 0 20 40 60 TEMPERATURE (°C) 图 29. 典型内部 VREF 与温度的关系 Rev. B | Page 20 of 80 80 09660-056 1.7970 –9 09660-053 GAIN (dB) 10k –3 –4 GAIN (dB) GAIN (dB) –3 –10 1k 图 27. 模拟通道带宽 –1 –10 100 FREQUENCY (Hz) 09660-054 1 09660-051 –10 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 数据手册 805 AVDD = 3.3V AVDD SUPPLY CURRENT (µA) 1.2995 1.2990 1.2985 1.2980 0 20 40 60 80 TEMPERATURE (°C) 780 775 765 –40 –20 0 20 40 60 80 TEMPERATURE (°C) 图 30. VCM_REF 与温度的关系 图 33. 典型 AVDD 电源电流与温度的关系，待机模式 12.65 12.50 AVDD = 3.3V 5 ECG CHANNELS ENABLED INTERNAL LDO UTILIZED 12.45 HIGH PERFORMANCE/LOW NOISE MODE LOW NOISE/HIGH PERFORMANCE MODE 12.60 CURRENT (mA) 12.40 12.35 12.30 12.55 12.50 12.45 12.40 12.25 12.20 –40 –20 0 20 40 60 80 TEMPERATURE (°C) 12.35 3.0 09660-060 AVDD SUPPLY CURRENT (mA) 785 09660-069 –20 09660-057 1.2970 –40 0.142955 RESPIRATION MAGNITUDE (V) 3.420 3.415 3.410 3.405 0 20 40 60 80 TEMPERATURE (°C) 09660-058 3.400 –20 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 图 34. 典型 AVDD 电源电流与 AVDD 电源电压的关系 AVDD = 3.3V 5 ECG CHANNELS ENABLED ADCVDD AND DVDD SUPPLIED EXTERNALLY HIGH PERFORMANCE/LOW NOISE MODE 3.395 –40 3.5 VOLTAGE (V) 图 31. 典型 AVDD 电源电流与温度的关系，使用内部 ADVCDD/DVDD 电源 AVDD SUPPLY CURRENT (mA) 790 770 1.2975 3.425 795 09660-059 VOLTAGE (V) 1.3000 3.430 AVDD = 3.3V 800 1.3005 0.142950 AVDD = 3.3V ECG PATH/DEFIB/CABLE IMPEDANCE = 0 Ω PATIENT IMPEDANCE = 1kΩ RESPIRATION RATE = 10RESPPM RESPAMP = 11 = 60µA p-p RESPGAIN = 0011 = 4 0.142945 0.142940 0.142935 0.142930 0.142925 0 5 10 15 20 25 TIME (Seconds) 图 32. 典型 AVDD 电源电流与温度的关系，使用外部提 供的 ADVCDD/DVDD 图 35. 200 mΩ 阻抗变化下的呼吸，使用内部呼吸路径， 利用 0 Ω 病人电缆测量 Rev. B | Page 21 of 80 30 09660-062 1.3010 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 数据手册 0.517390 0.121135 0.121130 0.121125 0.121120 5 10 15 20 25 30 TIME (Seconds) 图 36. 100 mΩ 阻抗变化下的呼吸，使用内部呼吸路径，利用 0 Ω 病人电缆测量 0.663140 0.663135 5 10 15 20 25 30 TIME (Seconds) 图 37. 200 mΩ 阻抗变化下的呼吸，使用内部呼吸路径，利用 5 kΩ 病人电缆测量 0.062345 AVDD = 3.3V ECG PATH/DEFIB/CABLE IMPEDANCE = 0Ω PATIENT IMPEDANCE = 1kΩ EXTCAP = 100pF RESPIRATION RATE = 10RESPPM RESPAMP = 11 = 60µA p-p RESPGAIN = 0011 = 4 15 25 30 0.159755 0.159750 0 5 10 15 20 25 30 TIME (Seconds) RESPIRATION MAGNITUDE (V) 0.062350 AVDD = 3.3V ECG PATH/DEFIB/CABLE IMPEDANCE = 1.5kΩ/600pF PATIENT IMPEDANCE = 1k Ω 0.159124 0.159123 0.159122 0.159121 0.159120 0.159119 EXTCAP= 1nF 20 25 30 TIME (Seconds) 图 38. 200 mΩ 阻抗变化下的呼吸，使用外部呼吸 DAC 驱动 100 pF 外部电容，利用 0 Ω 病人电缆测量 09660-065 RESPIRATION MAGNITUDE (V) 0.062355 10 20 0.159760 0.159125 5 15 0.159765 0.159126 0 10 图 40. 200 mΩ 阻抗变化下的呼吸，使用外部呼吸 DAC 驱动 1 nF 外部电容，利用 1.5 kΩ 病人电缆测量 0.062360 0.062335 5 AVDD = 3.3V TIME (seconds) ECG PATH/DEFIB/CABLE IMPEDANCE = 1.5k Ω/600pF PATIENT IMPEDANCE = 1kΩ EXTCAP = 1nF RESPIRATION RATE = 10RESPPM RESPAMP = 11 RESPGAIN = 0001 = 1 0.159770 0.159745 0.062365 0.062340 0 TIME (Seconds) RESPIRATION MAGNITUDE (V) 0.663145 0 RESPAMP = 11 = 60µA p-p RESPGAIN = 0011 = 4 0.159775 0.663150 0.663130 0.517365 图 39. 200 mΩ 阻抗变化下的呼吸，使用外部呼吸 DAC 驱动 100 pF 外部电容，利用 5 kΩ 病人电缆测量 AVDD = 3.3V ECG PATH/DEFIB/CABLE IMPEDANCE = 5k Ω PATIENT IMPEDANCE = 1kΩ RESPIRATION RATE = 10RESPPM RESPAMP = 11 = 60µA p-p RESPGAIN = 0011 = 4 0.663155 0.517370 0.517360 09660-064 RESPIRATION MAGNITUDE (V) 0.663160 0.517375 09660-066 0 0.517380 0.159118 RESPIRATION RATE = 10RESPPM RESPAMP = 11 RESPGAIN = 0001 = 1 0 5 10 15 20 25 30 TIME (Seconds) 图 41. 100 mΩ 阻抗变化下的呼吸，使用外部呼吸 DAC 驱动 1 nF 外部电容，利用 1.5 kΩ 病人电缆测量 Rev. B | Page 22 of 80 09660-068 0.121115 AVDD = 3.3V ECG PATH/DEFIB/CABLE IMPEDANCE = 5k Ω/250pF PATIENTIMPEDANCE = 1k Ω EXTCAP = 100pF 0.517385 RESPIRATION RATE = 10RESPPM 09660-067 RESPIRATION MAGNITUDE (V) AVDD = 3.3V ECG PATH/DEFIB/CABLE IMPEDANCE = 0Ω PATIENT IMPEDANCE = 1kΩ 0.121140 RESPIRATION RATE = 10RESPPM RESPAMP = 11 = 60µA p-p RESPGAIN = 0011 = 4 09660-063 RESPIRATION MAGNITUDE (V) 0.121145 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 数据手册 50 150 LA LL RA V1 V2 AVDD = 3.3V 40 30 100 20 DNL ERROR (µV RTI) LA LL RA V1 V2 AVDD = 3.3V 50 INL (µV/RTI) 10 0 –10 0 –50 –20 –30 –100 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9 2.1 2.3 INPUT VOLTAGE (V) –150 0.3 09660-070 –50 0.3 150 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9 2.1 2.3 AVDD = 3.3V GAIN0 GAIN1 GAIN2 GAIN3 100 20 10 INL (µV/RTI) DNL ERROR (µV RTI) 30 0.9 图 45. 不同电极通道的 INL 与输入电压的关系， 2 kHz 数据速率 –40°C –5°C +25°C +55°C +85°C AVDD = 3.3V 40 0.7 INPUT VOLTAGE (V) 图 42. 不同电极、25°C 时的 DNL 与输入电压范围的关系 50 0.5 09660-074 –40 0 –10 50 0 –20 –50 –30 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9 2.1 2.3 INPUT VOLTAGE (V) –100 0.3 09660-071 –50 0.3 AVDD = 3.3V 150 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9 AVDD = 3.3V 2.1 2.3 GAIN0 GAIN1 GAIN2 GAIN3 100 50 0 0 –50 –100 –100 –150 0.3 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9 2.1 2.3 INPUT VOLTAGE (V) 09660-073 –50 图 44. 不同增益设置下的 INL 与输入电压的关系， 2 kHz 数据速率 –150 0.3 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9 2.1 2.3 INPUT VOLTAGE (V) 图 47. 不同增益设置下的 INL 与输入电压的关系， 128 kHz 数据速率 Rev. B | Page 23 of 80 09660-076 INL (µV/RTI) 50 INL (µV/RTI) 0.9 图 46. 不同增益设置下的 INL 与输入电压的关系， 16 kHz 数据速率 GAIN0 GAIN1 GAIN2 GAIN3 100 0.7 INPUT VOLTAGE (V) 图 43. 不同温度下的 DNL 与输入电压范围的关系 150 0.5 09660-075 –40 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 数据手册 0 –20 –40 100 80 60 LOOP GAIN (dB) –60 –80 –100 –120 40 20 0 –140 –40 –160 –60 –180 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 FREQUENCY (Hz) –80 100m 100 1k 10k 100k 1M 10M 100M 1G 图 51. ADAS1000 无负载时右腿驱动放大器的开环增益 响应 0 AVDD = 3.3V –0.5dBFS 10Hz INPUT SIGNAL –50 100 SNR LOOP GAIN (Phase) AMPLITUDE (dB) 10 FREQUENCY (Hz) 图 48. 60 Hz 输入信号下的 FFT 150 1 09660-080 –20 09660-077 50 0 –100 –150 –200 –250 –50 –300 –100 GAIN 0 GAIN 1 GAIN 2 09660-078 THD GAIN 3 GAIN SETTING 图 49. 不同增益设置下的 SNR 和 THD DRDY 2 AVDD A CH1 2.48V 09660-079 1 M1.00ms T 22.1% 1 10 100 1k 10k 100k 1M 10M 100M 1G FREQUENCY (Hz) 图 52. ADAS1000 无负载时右腿驱动放大器的开环相位 响应 AVDD = 3.3V CH1 2.00V CH2 1.00V –350 100m 图 50. AVDD 线上电至DRDY变为低电平（就绪） Rev. B | Page 24 of 80 09660-081 AMPLITUDE (dBFS) 120 AVDD = 3.3V GAIN 0 DATA RATE = 2kHz FILTER SETTING = 150Hz ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 数据手册 应用信息 理器或 FPGA 上执行后端处理。ADAS1000/ADAS1000-1/ 概述 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 旨在为各种医疗应 用提供心电图(ECG)前端解决方案。 除 ECG 测量外， ADAS1000 还能测量胸阻抗（呼吸） ，检测起搏脉冲，并将 ADAS1000-2 既适用于低功耗、便携式遥测应用，也适用 于线路供电系统，其功耗与噪声性能可灵活地调整以适应 不同的要求。 所有测量信息以数据帧的形式提供给主控制器，以可编程数 这些器件还通过校准 DAC 特性提供一套直流和交流测试 据速率提供导联/矢量或电极数据。ADAS1000/ADAS1000-1/ 激励、CRC 冗余校验，以及对所有相关寄存器地址空间的 ADAS1000-2 设计用于简化 ECG 信号采集任务，适合监护 回读功能。 和诊断应用。利用其提供的数据，可以在外部 DSP、微处 REFIN REFOUT CAL_DAC_IO RLD_SJ RLD_OUT CM_IN DRIVEN LEAD AMP – VREF CALIBRATION DAC SHIELD CM_OUT/WCT SHIELD DRIVE AMP + ADCVDD, DVDD 1.8V REGULATORS ADCVDD DVDD ADAS1000 VCM 10kΩ COMMONMODE AMP 10kΩ IOVDD + – VCM_REF (1.3V) RESPIRATION DAC AC LEAD-OFF DAC AVDD VREF DC LEADOFF/MUXES AC LEAD-OFF DETECTION PACE DETECTION ECG PATH ECG1_LA AMP ADC CS ECG2_LL AMP ECG3_RA AMP ECG4_V1 ECG5_V2 SCLK ADC ADC AMP ADC AMP ADC SDI FILTERS, CONTROL, AND INTERFACE LOGIC GPIO0/MCS GPIO1/MSCLK GPIO2/MSDO GPIO3 EXT_RESP_LL AMP ADC MUX RESPIRATION PATH RESPDAC_LL RESPDAC_RA REFGND AGND DGND 图 53. ADAS1000 简化功能框图 Rev. B | Page 25 of 80 CLOCK GEN/OSC/ EXTERNAL CLK SOURCE XTAL1 XTAL2 CLK_IO 09660-011 RESPDAC_LA PD RESET SYNC_GANG EXT_RESP_LA EXT_RESP_RA SDO DRDY ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 CAL_DAC_IO RLD_SJ CM_OUT/WCT DRIVEN LEAD AMP VREF CALIBRATION DAC SHIELD SHIELD DRIVE AMP AVDD IOVDD ADCVDD, DVDD 1.8V REGULATORS VCM_REF (1.3V) ADCVDD DVDD ADAS1000-1 COMMONMODE AMP 10kΩ AC LEAD-OFF DAC RLD_OUT CM_IN VCM 10kΩ REFIN REFOUT 数据手册 VREF ECG PATH ECG1_LA AMP AC LEAD-OFF DETECTION ADC CS ECG3_RA AMP DC LEADOFF/MUXES AMP ECG4_V1 AMP ECG5_V2 AMP SCLK ADC ADC SDI FILTERS, CONTROL, AND INTERFACE LOGIC ADC AGND DGND 图 54. ADAS1000-1 简化功能框图 Rev. B | Page 26 of 80 DRDY PD RESET SYNC_GANG GPIO0/MCS GPIO1/MSCLK GPIO2/MSDO GPIO3 ADC CLOCK GEN/OSC/ EXTERNAL CLK SOURCE REFGND SDO XTAL1 XTAL2 CLK_IO 09660-012 ECG2_LL ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 数据手册 REFIN REFOUT CAL_DAC_IN RLD_SJ AVDD CM_IN VREF 10kΩ COMMONMODE AMP 10kΩ AC LEAD-OFF DAC ADCVDD, DVDD 1.8V REGULATORS IOVDD ADCVDD DVDD ADAS1000-2 VREF AC LEAD-OFF DETECTION ECG PATH ECG1 AMP ADC CS ECG2 DC LEADOFF/MUXES AMP ECG4 ECG5 SCLK ADC ADC SDI FILTERS, CONTROL, AND INTERFACE LOGIC SDO DRDY PD AMP ADC RESET SYNC_GANG AMP ADC GPIO0 GPIO1 GPIO2 GPIO3 REFGND AGND 09660-013 ECG3 AMP DGND 图 55. ADAS1000-2 从器件简化功能框图 Rev. B | Page 27 of 80 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 ECG 输入—电极/导联 数据手册 从 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 提供的导联数据 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 ECG 产品由 5 路 ECG 输入和 1 个参考驱动 RLD（右腿驱动）组成。典型的 或电极数据计算。注意，对于 128 kHz 数据速率，导联数 据仅在模拟导联模式下可用，如图 58 所示。此数据速率无 5 导联/矢量应用使用其中的 4 路 ECG 输入（ECG3_RA、 法使用数字导联模式。 ECG1_LA、ECG2_LL、ECG4_V1）和 RLD 路径，留下一路 将一个 ADAS1000 或 ADAS1000-1 器件与一个 ADAS1000-2 ECG 备用（可用于其它目的，如校准或温度测量等） 。需要 从器件组合使用，可以实现 12 导联（10 电极）系统，如“组 时，V1 和 V2 输入通道均可用于其他测量。如此使用时， 合工作模式”部分所述。此时，9 个 ECG 电极和 1 个 RLD 输入级的负端可以切换到内部固定 VCM_REF = 1.3 V，详 电极实现 10 电极系统，同样留下一个备用 ECG 通道，它 情见表 50。 可用于上面提到的其它目的。这种系统中，具有 9 个专用 在 5 导联系统中，ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 可 电极的好处是可以根据电极测量和计算提供导联信息，而 以直接通过串行接口以所有帧速率提供导联 I、导联 II、导 不是从其他导联数字换算得出导联。 联 III 数据或电极数据。其他 ECG 导联可以通过用户软件 表 10 列出了从各电极测量结果计算导联（矢量）的方法。 表 10. 道路组成 1 ADAS1000或ADAS1000-1 增加ADAS1000-2从器件后实现的12导联 1 2 引脚名称 I II III aVR2 aVL2 aVF2 V1’ V2’ V3’ V4’ V5’ V6’ 组成 LA – RA LL – RA LL – LA RA – 0.5 × (LA + LL) LA – 0.5 × (LL + RA) LL – 0.5 × (LA + RA) V1 – 0.333 × (LA + RA + LL) V2 – 0.333 × (LA + RA + LL) V3 – 0.333 × (LA + RA + LL) V4 – 0.333 × (LA + RA + LL) V5 – 0.333 × (LA + RA + LL) V6 – 0.333 × (LA + RA + LL) 等价公式 −0.5 × (I + II) 0.5 × (I − III) 0.5 × (II + III) 这些导联组成适用于ADAS1000主器件配置为导联模式（模拟或数字导联模式）且VCM = WCT = (RA + LA + LL)/3的场合。利用主从器件配置12导联时，从主器 件(CM_OUT)获得的VCM信号施加于从器件的CM_IN。为使从器件正确工作，从器件必须配置为电极模式（参见表37中的FRMCTL寄存器）。 这些扩充导联不是在ADAS1000内计算，而是从主机DSP/微控制器/FPGA导出。 Rev. B | Page 28 of 80 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 数据手册 ECG 通道 气平均值达到内部 1.3 V 电平(VCM_REF)来执行此功能，从 ECG 通道由以下部分组成：一个可编程增益、低噪声、差分 而使各通道的可用信号范围最大化。 前置放大器，一个固定增益的抗混叠滤波器，缓冲器，以及 所有 ECG 通道放大器均利用斩波来最小化 ECG 频段中的 一个 ADC（见图 56） 。每个电极输入路由至其 PGA 同相输 1/f 噪声贡献。斩波频率约为 250 kHz，远大于任何目标信 入。内部开关允许 PGA 的反相输入连接到其他电极和/或威 号的带宽。双极点抗混叠滤波器具有约 65 kHz 的带宽，支 尔逊中心电端(WCT)，以提供差分模拟处理（模拟导联模 持数字起搏信号检测，同时仍能在 ADC 采样速率提供 80 dB 式） ，计算某些或全部电极的平均值，或内部 1.3 V 共模基 以上的衰减。ADC 本身是一个 14 位、2 MHz SAR 转换器， 准电压(VCM_REF)。后两种模式支持数字导联模式（导联 1024 倍过采样有助于实现所需的系统性能。ADC 的满量程 在片内计算）和电极模式（导联在片外计算） 。无论何种情 输入范围为 2 × VREF 或 3.6 V，不过 ECG 通道的模拟部分 会将有用信号摆幅限制在大约 2.8 V。ADAS1000 含有指示 况，内部基准电平都会从最终导联数据中扣除。 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 采用直流耦合方法， 要求前端偏置，以便在相对较低电源电压施加的动态范围 ADC 数据是否超出范围（意味着硬电极脱落状态）的标志。 可编程超量程和欠量程阈值在 LOFFUTH 和 LOFFLTH 寄存 器中显示（分别参见表 39 和表 40） 。ADC 超范围标志包含 限制以内工作。右腿驱动环路通过迫使所有选定电极的电 在表头字中（参见表 54） 。 ADAS1000 ELECTRODE ELECTRODE AVDD PREAMP G = 1, 1.5, 2, 3 EXTERNAL RFI AND DEFIB PROTECTION EXTERNAL RFI AND DEFIB PROTECTION + – DIFF AMP BUFFER FILTER G = 1.4 fS VREF ADC 14 ELECTRODE VCM SHIELD DRIVER 图 56. 单个 ECG 通道的简化示意图 Rev. B | Page 29 of 80 09660-014 PATIENT CABLE TO COMMON-MODE AMPLIFIER FOR DRIVEN LEG AND SHIELD DRIVER ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 电极/导联信息和输入级配置 数据手册 数字导联模式和计算 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 的 输 入 级 有 多 种 不 当ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2配置为数字导联模 同配置方式。输入放大器是差分放大器，可配置为在模拟 式时（参见表37的FRMCTL寄存器0x0A[4]） ，数字内核根据 域产生导联，位于ADC之前。此外，在用户的控制下，数 电极信号计算各导联。对于导联I/导联II/导联III，这非常简 字数据可以配置为提供电极或导联格式，如表37所示。这 单。计算V1’和V2’需要WCT，用于此目的的WCT也是在内 使得输入级具有极大的灵活性，适合各种不同的应用。 部计算。这种模式会忽略CMREFCTL寄存器（寄存器0x05） 模拟导联模式和计算 指定的共模配置。数字导联计算仅适用于2 kHz和16 kHz两 当CHCONFIG = 1时，导联在模拟输入级中配置，如图58 所示。它使用传统的仪表放大器结构，导联信息先于数字 种数据速率（参见图59） 。 电极模式：单端输入电极配置 化执行，WCT利用共模放大器创建。虽然这会导致模拟域 这种模式下，电极数据相对于共模信号VCM进行数字化， 中的导联II反转，但可以进行数字校正，使输出数据具有正 它可以配置成相关ECG电极的任意组合。共模信号产生由 确的极性。 CMREFCTL寄存器控制，如表32所示（参见图61） 。 电极模式：公共电极 A 和电极 B 配置 这种模式下，所有电极均相对一个公共电极进行数字化， 例 如 RA 。 标 准 导 联 必 须 通 过 后 处 理 ADAS1000/ ADAS1000-1/ADAS1000-2的输出数据来计算（参见图60和 图62） 。 0x0A [4]1 0x01 [10]2 0x05 [8]3 V2’ (V2 − VCM) 0 1 0 V1’ V2’ 0 0 0 (V1 − WCT4) (V2 − WCT4) V3’ V1’ V2’ 0 0 1 (V3 – RA) − (LA − RA) − (LL − RA) (V1 − RA) − (LA − RA) + (LL − RA) (V2 − RA) − (LA − RA) + (LL − RA) COMMENT WORD1 WORD2 ANALOG LEAD ANALOG LEAD LEAD I (LA − RA) LEAD II (LL − RA) LEAD III (LL − LA) V1’ (V1 − VCM) SINGLE-ENDED INPUT, DIGITALLY CALCULATED LEADS LEAD I LEAD II LEAD III (LA − RA) (LL − RA) (LL − LA) COMMON ELECTRODE (CE) LEADS (HERE RA ELECTRODE IS CONNECTED TO THE CE ELECTRODE (CM_IN) AND V3 IS ON ECG3 INPUT) LEAD I LEAD II (LA − RA) (LL − RA) DIGITAL LEAD COMMON ELECTRODE A WORD3 WORD4 3 WORD5 3 3 SINGLE-ENDED INPUT ELECTRODE SINGLE-ENDED INPUT ELECTRODE RELATIVE TO VCM LA − VCM LL − VCM RA − VCM V1 − VCM V2 − VCM 1 0 0 COMMON ELECTRODE B LEADS FORMED RELATIVE TO A COMMON ELECTRODE (CE) LA − CE LL − CE V1 − CE V2 − CE V3 − CE 1 0 1 1REGISTER FRMCTL, BIT DATAFMT: 0 = LEAD/VECTOR MODE; 1 = ELECTRODE MODE. ECGCTL, BIT CHCONFIG: 0 = SINGLE ENDED INPUT (DIGITAL LEAD MODE OR ELECTRODE MODE); 1 = DIFFERENTIAL INPUT (ANALOG LEAD MODE). CMREFCTL, BIT CEREFEN: 0 = CE DISABLED; 1 = CE ENABLED. 4WILSON CENTRAL TERMINAL (WCT) = (RA + LA + LL)/3, THIS IS A DIGITALLY CALCULATED WCT BASED ON THE RA, LA, LL MEASUREMENTS. 2REGISTER 3REGISTER 图 57. 电极和导联配置 Rev. B | Page 30 of 80 09660-061 MODE ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 数据手册 VCM = W CT = (LA + LL + RA )/3 CM_OUT/WCT COMMONMODE AMP ECG1_LA + AMP ADC + AMP ADC + AMP ADC – ECG2_LL – ECG3_RA – LEAD I (LA – RA) LEAD III (LL – LA) LEAD II (LL – RA)* *G ETS M ULITPLED BY –1 IN DIG ITAL + AMP ECG4_V1 ADC – V1’ = V1 – WCT W CT = (LA + LL + RA)/3 + AMP ECG5_V2 ADC – CM_IN FOR EX AMPLE RA CO MM ENT ANA LOG LEAD ANA LOG LEAD W CT = (LA + LL + RA )/3 COMMON ELECTRODE CE IN W O RD 1 W O RD 2 W O RD 3 LEAD I (LA − RA ) LEAD II (LL − RA ) LEAD II I (LL − LA) W O RD 4 V1’ (V1 − VCM ) W O RD 5 V2’ (V2 − VCM ) 0x0 A [4]1 0x0 1 [10 ] 2 0x0 5 [8]3 0 1 0 0x0 A [4]1 0x0 1 [10 ] 2 0x0 5 [8]3 0 0 0 09660-015 M O DE V2’ = V2 – WCT 1REGI STER FRM CTL , BIT DA TAFM T: 0 = LEAD /VE CTO R M O DE; 1 = ELECTRO DE M O DE. 2REGI STER ECG CTL , BIT CHC O NFIG : 0 = SING LE END ED INPUT (DIGI TAL LEAD M O DE O R ELECTRO DE M O DE); 1 = DIFF ERENTIAL IN PUT (ANA LOG LEAD M O DE). 3REGI STER CM REFCTL , BIT CEREFEN: 0 = CE DISAB LED; 1 = CE ENAB LED. 图 58. 电极和导联配置，模拟导联模式 CM_OUT/WCT VCM = W CT = (LA + LL + RA)/3 COMMONMODE AMP ECG1_LA + AMP ADC + AMP ADC + AMP ADC + AMP ADC + AMP ADC – ECG 2_LL – ECG3_RA – ECG4_V1 – ECG5_V2 – M O DE CO MM ENT DIGI TAL LEAD SING LE-END ED INPUT, DIGI TALL Y CA LCU LATED LEAD S LEAD II LL – RA DIGIT AL DOMAIN CALCULATIONS LEAD III LL – LA V1 – WCT V2 – WCT COMMON ELECTRODE CE IN W O RD 1 W O RD 2 W O RD 3 LEAD I (LA − RA ) LEAD II (LL − RA ) LEAD III (LL − LA) W O RD 4 V1’ (V1 − W CT4) W O RD 5 V2’ (V2 − W CT4) 1REGI STER FRM CTL , BIT DA TAFM T: 0 = LEAD /VE CTO R M O DE; 1 = ELECTRO DE M O DE. 2REGI STER ECG CTL , BIT CHC O NFIG : 0 = SING LE END ED INPUT (DIGI TAL LEAD M O DE O R ELECTRO DE M O DE); 1 = DIFF ERENTIAL IN PUT (ANA LOG LEAD M O DE). 3REGI STER CM REFCTL , BIT CEREFEN: 0 = CE DISAB LED; 1 = CE ENAB LED. 4W ILSO N CENTRA L TERM INA L (W CT) = (RA + LA + LL )/3, THIS IS A DIGI TALL Y CA LCU LATED W CT BA SE D O N THE RA , LA, LL M EASUR EM ENTS. 图 59. 电极和导联配置，数字导联模式 Rev. B | Page 31 of 80 09660-016 CM_IN FOR EX AMPLE, RA LEAD I LA – RA ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 数据手册 VCM = RA CM_OUT/WCT COMMONMODE AMP ECG1_LA + AMP ADC + AMP ADC + AMP ADC + AMP ADC + AMP ADC – ECG2_LL – ECG3_RA = V3 – ECG4_V1 – ECG5_V2 – CM_IN = RA CO MM ENT CO MM O N ELECTRO DE (CE) LEAD S (HERE RA ELECTRO DE IS CO NN ECTED TO THE CE ELECTRO DE (CM _IN) AND V3 IS O N ECG 3 INPUT) LEAD II DIGIT AL DOMAIN CALCULATIONS V3’ V1’ V2’ COMMON ELECTRODE CE IN W O RD 1 W O RD 2 W O RD 3 W O RD 4 W O RD 5 LEAD I LEAD II V3’ V1’ (LA − RA ) (LL − RA ) (V3 – RA ) − (LA − RA ) − (LL − RA ) (V1 − RA ) − (LA − RA ) + (LL − RA ) (V2 − RA ) − (LA − RA ) + (LL − RA ) V2’ 3 3 0x0 A [4]1 0x0 1 [10]2 0x0 5 [8]3 0 0 1 0x0 A [4]1 0x0 1 [10] 2 0x0 5 [8]3 1 0 0 3 09660 -017 M O DE CO MM O N ELECTRO DE A LEAD I 1REGI STER FRM CTL, BIT DA TAFM T: 0 = LEAD /VE CTO R M O DE; 1 = ELECTRO DE M O DE. 2REGI STER ECG CTL, BIT CHC O NFIG : 0 = SING LE END ED INPUT (DIGI TAL LEAD M O DE O R ELECTRO DE M O DE); 1 = DIFFERENTIAL IN PUT (ANA LOG LEAD M O DE). 3REGI STER CM REFCTL, BIT CEREFEN: 0 = CE DISAB LED; 1 = CE ENAB LED. 图 60. 电极和导联配置，公共电极 A VCM = ( LA+ LL + RA + V1)/ 4 IN THIS CASE CM_OUT/WCT VCM COMMON MODE CAN BE ANY COMBINATION OF ELECTRODES COMMONMODE AMP ECG1_LA + AMP ADC + AMP ADC + AMP ADC + AMP ADC + AMP ADC – ECG 2_LL – ECG3_RA – ECG4_V1 – ECG5_V2 – M O DE CO MM ENT SING LE-END ED INPUT ELECTRO DE SING LE-END ED INPUT ELECTRO DE RELATIVE TO VCM LL – VCM RA – VCM V1 – VCM V2 – VCM COMMON ELECTRODE CE IN W O RD 1 W O RD 2 W O RD 3 LA − VCM LL − VCM RA − VCM W O RD 4 V1 − VCM W O RD 5 V2 − VCM 1REGI STER FRM CTL, BIT DA TAFM T: 0 = LEAD /VE CTO R M O DE; 1 = ELECTRO DE M O DE. 2REGI STER ECG CTL, BIT CHC O NFIG : 0 = SING LE END ED INPUT (DIGI TAL LEAD M O DE O R ELECTRO DE M O DE); 1 = DIFFERENTIAL IN PUT (ANA LOG LEAD M O DE). 3REGI STER CM REFCTL, BIT CEREFEN: 0 = CE DISAB LED; 1 = CE ENAB LED. 图 61. 电极和导联配置，单端输入电极 Rev. B | Page 32 of 80 09660-118 CM_IN FOR EXAMPLE, RA LA – VCM ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 数据手册 CM_OUT/WCT VCM = CE = RA COMMONMODE AMP ECG1_LA + AMP ADC + AMP ADC + AMP ADC + AMP ADC + AMP ADC – ECG2_LL – ECG3_RA = V3 – ECG4_V1 – ECG5_V2 – MODE COMMENT COMMON ELECTRODE B 1REGISTER 2REGISTER 3REGISTER LEADS FORMED RELATIVE TO A COMMON ELECTRODE (CE) WORD1 LA − CE LL – RA V3 – RA V1 – RA V2 – RA COMMON ELECTRODE CE IN WORD2 LL − CE WORD3 V1 − CE WORD4 V2 − CE WORD5 V3 − CE FRMCTL, BIT DATAFMT: 0 = LEAD/VECTOR MODE; 1 = ELECTRODE MODE. ECGCTL, BIT CHCONFIG: 0 = SINGLE ENDED INPUT (DIGITAL LEAD MODE OR ELECTRODE MODE); 1 = DIFFERENTIAL IN PUT (ANALOG LEAD MODE). CMREFCTL, BIT CEREFEN: 0 = CE DISABLED; 1 = CE ENABLED. 图 62. 电极和导联配置，公共电极 B Rev. B | Page 33 of 80 0x0A [4]1 0x01 [10]2 0x05 [8]3 1 0 1 09660-119 CM_IN = RA LA – RA ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 数据手册 ESIS 滤波 除颤器保护 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 片 内 无 除 颤 保 护 功 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2片内无高频电刀干扰 能。应用若需要除颤保护，必须使用外部器件。图63和图 抑制(ESIS)功能。应用若需要ESIS保护，必须使用外部器件。 64给出了外部除颤保护的例子，每个ECG通道均需要，位 ECG 路径输入复用 于RLD路径和CM_IN路径（若使用CE输入模式）。注意， 如图65所示，各ECG通道都提供了许多功能的信号路径（呼 两种情况下，ECG路径总电阻均假定为5 kΩ。图中连接到 吸除外，它仅连接到ECG1_LA、ECG2_LL和ECG3_RA引 RLD的22 MΩ电阻是可选电阻，用于为开路ECG电极提供 脚） 。注意，通道使能开关位于RLD放大器连接之后，从而 安全终端电压，其值可以更大。注意，如果使用这些电阻， 允许连接RLD（重定向至任意一条ECG路径） 。CM_IN路径 直流导联脱落功能在最高电流设置下性能最佳。 的处理方式与ECG信号相同。 500Ω 4kΩ ARGON/NEON BULB ELECTRODE PATIENT CABLE 500Ω RLD ADAS1000/ ADAS1000-1/ ADAS1000-2 SP724 22MΩ1 500Ω 4kΩ ECG1 AVDD 22MΩ1 500Ω ECG2 AVDD ARGON/NEON BULB 09660-018 ELECTRODE PATIENT CABLE SP724 1OPTIONAL. 图 63. ECG 路径上的除颤保护示例—使用霓虹灯 ELECTRODE PATIENT CABLE 500Ω 4.5kΩ AVDD 22MΩ1 SP724 2 ELECTRODE ECG1 ADAS1000/ ADAS1000-1/ ADAS1000-2 RLD 22MΩ1 PATIENT CABLE 4.5kΩ 500Ω ECG2 AVDD SP724 2 09660-019 1OPTIONAL. 2TWO LITTELFUSE SP724 CHANNELS PER ELECTRODE MAY PROVIDE BEST PROTECTION. 图 64. ECG 路径上的除颤保护示例—使用二极管保护 RESPIRATION INPUT RLD AMP DCLO CURRENT ACLO CURRENT 11.3pF CALDAC INPUT AMPLIFIER + – CHANNEL ENABLE ANALOG LEAD (RA/LA/LL) TO FILTERING MUX FOR LEAD CONFIG, COMMON ELECTRODE + – 1.3V VCM_REF TO CM AVERAGING ADAS1000 图 65. 典型 ECG 通道输入复用 Rev. B | Page 34 of 80 VCM FROM CM AVERAGING 09660-020 ECG PIN ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 数据手册 共模选择和均值 开关的使用存在多项限制： 共模信号可以从一个或多个电极通道输入的任意组合、内  若SW1闭合，SW7必须断开。 部固定共模电压基准VCM_REF或连接到CM_IN引脚的外  若SW1断开，至少必须有一个电极开关（SW2至SW7） 部源获得。后一配置可用于组合模式中，主器件为一个或 闭合。  多个从器件创建威尔逊中心电端。测量校准DAC测试音信 SW7 只 能 在 SW2 到 SW6 断 开 时 关 闭 ， 从 而 1.3 V VCM_REF只能在所有ECG通道均断开时求和。 号或将电极与病人相连时，固定基准电压选项很有用，可 用信号可以仅从两个电极获得。 CM_OUT输出非设计用于供应电流或驱动阻性负载，如果 灵活的共模产生方式使得用户能够完全控制相关通道。它 用于驱动ADAS1000-2从器件以外的任何器件，其精度会下 与产生右腿驱动(RLD)信号的电路相似，但与后者无关。图 降。如果CM_OUT引脚上有任何负载，则需要使用外部缓 66显示了共模模块的简化示意图。各电极的物理连接可以 冲器。 采用缓冲，但为简明起见，图中未显示这些缓冲器。 ADAS1000 CM_IN SW1 SW2 ECG2_LL ECG3_RA ECG4_V1 ECG5_V2 VCM_REF = 1.3V VCM CM_OUT SW3 SW4 SW5 SW6 SW7 (WHEN SELECTED, IT GETS SUMMED IN ON EACH ECG CHANNEL) 09660-021 ECG1_LA + – 图 66. 共模产生模块 表 11. 共模选择的真值表 ECGCTL 地址 0x011 PWREN 0 1 1 1 1 . 1 1 2 DRVCM X X 0 0 0 . X CMREFCTL地址0x052 EXTCM LACM LLCM RACM V1CM V2CM 导通开关 X X X X X X 0 0 0 0 0 0 SW7 0 1 0 0 0 0 SW2 0 1 1 0 0 0 SW2、SW3 0 1 1 1 0 0 SW2、SW3、SW4 . . . . . . . 1 X X X X X SW1 参见表28。 参见表32。 Rev. B | Page 35 of 80 描述 关断，路径断开 选择内部VCM_REF = 1.3 V 内部CM选择：LA贡献给VCM 内部CM选择：LA和LL贡献给VCM 内部CM选择：LA、LL和RA贡献给VCM . 选择外部VCM ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 数据手册 威尔逊中心电端(WCT) 路补偿；对于具体仪器设计和电缆组件，必须根据实验确 共 模 选 择 均 值 功 能 非 常 灵 活 ， 允 许 用 户 从 ECG1_LA 、 定如何补偿。有些情况下，增加导联补偿是有必要的，但 在另一些情况下，腿补偿会更恰当。RLD放大器的求和结 ECG2_LL、ECG3_RA电极实现威尔逊中断电端电压。 引出到一个封装引脚(RLD_SJ)以方便补偿。 右腿驱动/参考驱动 RLD放大器的短路电流能力超过法定限值。需要使用病人 右腿驱动放大器或参考放大器是反馈环路的一部分，用于 保护电阻来满足法定要求。 迫 使 病 人 的 共 模 电 压 接 近 ADAS1000/ADAS1000-1/ 在RLD模块内有一个导联脱落比较器电路，它监控RLD放 ADAS1000-2的内部1.3 V基准电平(VCM_REF)。这使得所 大器输出以确定病人反馈环路是否闭合。开环状态通常由 有电极输入的中心位于输入范围的中心，从而提供最大输 右腿电极(RLD_OUT)脱落引起，往往会将放大器的输出驱 入动态范围。它还有助于抑制来自荧光灯或其他与病人相 动到低电平。此类故障通过表头字反映（见表54），从而 连仪器等外部来源的噪声和干扰，并吸收注入ECG电极的 直流或交流导联脱落电流。 系统软件可以采取措施，通知用户以及/或者通过 RLD放大器的使用方式有多种，如图67所示。其输入可以 驱动重定向到另一个电极。检测电路在RLD放大器本地， ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 的内 部开 关将 参考 利用一个外部电阻从CM_OUT信号获得。另外，也可以利 在重定向参考驱动下仍能工作。表32显示了有关参考驱动 用内部开关将某些或全部电极信号合并。 重定向的详细信息。 RLD放大器的直流增益由外部反馈电阻(RFB)与有效输入 虽然参考驱动重定向在右腿电极无法重新连接的情况下可 电阻之比设置，该比值可以通过外部电阻设置，或通过 能有用，但必须采取一些防范措施。最重要的是需要一个 CMREFCTL寄存器配置的选定电极数量的函数设置（见表 病人保护电阻。这是一个外部电阻，因此它不跟随重定向 32）。通常情况下，RIN使用内部电阻，所有活动电极用于 参考驱动；ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2外部需要 产生右腿驱动，导致有效输入电阻为2 kΩ。因此，实现40 dB 提供连续的病人保护。ECG路径中的任何附加电阻必定会 的典型直流增益需要200 kΩ反馈电阻。 干扰呼吸测量，还可能导致噪声增加和CMRR降低。 RLD环路的动态特性和稳定性取决于所选的直流增益以及 基于增益配置（见图67）并假设病人保护电阻为330 kΩ时， 病人电缆的电阻和电容。一般需要使用外部元件来提供环 RLD放大器可以稳定地驱动最大5 nF的电容。 EXTERNALLY SUPPLIED COMPONENTS CZ TO SET RLD LOOP GAIN 2nF 40kΩ RIN* RLD_SJ 100kΩ RZ 4MΩ RFB* RLD_OUT CM_OUT/WCT ELECTRODE LA ELECTRODE LL ELECTRODE RA ELECTRODE V1 ELECTRODE V2 CM_IN OR CM BUFFER OUT VCM_REF (1.3V) SW1 10kΩ SW2 10kΩ SW3 10kΩ SW4 10kΩ SW5 10kΩ SW6 – + 10kΩ RLD_INT_REDIRECT *EXTERNAL RESISTOR RIN IS OPTIONAL. IF DRIVING RLD FROM THE ELECTRODE PATHS, THEN THE SERIES RESISTANCE WILL CONTRIBUTE TO THE RIN IMPEDANCE. WHERE SW1 TO SW5 ARE CLOSED, RIN = 2kΩ. RFB SHOULD BE CHOSEN ACCORDINGLY FOR DESIRED RLD LOOP GAIN. 图 67. 右腿驱动—可能的外部器件配置 Rev. B | Page 36 of 80 09660-022 ADAS1000 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 数据手册 校准 DAC 在典型ECG配置中，电极RA、LA和LL用于产生威尔逊中 ADAS1000/ADAS1000-1内部有多项校准特性。 心电端(WCT)的共模电压。如果其中一个电极脱落，将会 10位校准DAC可用来校正通道增益误差（确保通道匹配） 或提供多个测试音。选项如下：  影响WCT信号及与其相关的任何导联测量。结果，对这 些信号的ECG测量精度预计会下降。用户拥有对共模放大 器的全面控制权，可以调整共模配置以消除该电极对共模 直流电压输出（范围：0.3 V至2.7 V）。直流电压输出 产生的影响。这样，用户便可继续在其他连接的导联上进 的DAC传递函数为： 行测量。 0.3 V + 2.4 V code (210 1)  10 Hz或150 Hz的1 mV p-p正弦波  1 mV 1 Hz方波 直流导联脱落检测 这种方法会将一个可编程的小直流电流注入各输入电极。 电极妥善连接时，电流流入右腿(RLD_OUT)，产生一个极 小的电压偏移。如果电极脱落，电流就会对该引脚的电容 通过内部切换，可将校准DAC信号路由至各ECG通道的输 充电，导致该引脚处的电压正偏，产生一个较大的电压变 入（见图65）。另外，也可以将其从CAL_DAC_IO引脚输 化，从而被各通道中的比较器检测到。这些比较器使用的 出，从而测量和校正整个ECG信号链中的外部误差源，以 阈值电压上限和下限是固定的，与增益无关，分别为2.4 V 及/或者用作ADAS1000-2辅助芯片校准的输入。 和0.2 V。如果输入超出其中之一，导联脱落标志就会置位。 为确保校准DAC成功更新（见表36），写入新校准DAC寄 阈值下限用在某种原因导致电极被下拉至地的事件中。 存器字后，主控制器必须再发出4个SCLK周期。 直流导联脱落检测电流可以通过串行接口编程。典型电流 增益校准 范围为10 nA到70 nA，步进为10 nA。全部输入引脚（RA、 各ECG通道的增益可以调整，以便校正通道间的增益不匹 配。GAIN 0、GAIN 1和GAIN 2的工厂调整增益校正系数存 储在片内非易失性存储器中，GAIN 3无工厂校准。用户增 益校正系数存储在易失性存储器中，可以通过寻址适当的 增益控制寄存器（见表51）来覆盖默认增益值。增益校准 LA、LL、V1、V2和CM_IN）使用相同的直流导联脱落检 测电路。 不过，检测右腿电极是否脱落则使用不同的电路，因为 RLD_OUT是一个低阻抗放大器输出。一对固定阈值比较器 监测输出电压以判断放大器是否饱和，若饱和则表示导联 脱落。此信息通过DCLEAD-OFF寄存器（寄存器0x1E）提 适用于标准接口提供的ECG数据以及所有数据速率。 供，同时还会给出所有输入引脚的导联脱落状态。 导联脱落检测 ECG 系 统 必 须 能 够 检 测 电 极 是 否 不 再 与 病 人 相 连 。 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2支持两种导联脱落检 检测直流导联脱落事件的传播延迟取决于电缆电容和编程 电流。近似计算如下： 延迟 = 电压 × 电缆电容/编程设置的电流 测方法：交流或直流导联脱落检测。两种方法彼此独立， 可以在串行接口的控制下单独使用或联合使用（见表29）。 例如： 延迟 = 1.2 V × (200 pF/70 nA) = 3.43 ms 导联脱落事件会在帧表头字中设置一个标志（见表54）。 哪一个电极脱落可以通过数据帧或对导联脱落状态寄存器 直流导联脱落和高增益 （寄存器LOFF，见表47）进行寄存器读取确定。对于交流 导联脱落，关于导联脱落信号幅度的信息可以通过串行接 口回读（见表52）。 在高增益时使用直流导联脱落可能导致电路故障，进而置 位导联脱落状态标志。输入放大器级的斩波特性是产生这 种情况的原因之一。当电极脱落时，电极被拉高；但在此 增益设置下，第一级放大器进入饱和状态，然后输入信号 跨过DCLO阈值上限，导致无导联脱落标志置位。这会影响 增益设置GAIN 3 (4.2)，并且部分影响GAIN 2 (2.8)。 Rev. B | Page 37 of 80 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 数据手册 提高AVDD电压会提升输入放大器的饱和电压，从而允许 由此得到简单的动态阈值，它会自动补偿很多电路变量的 脱落电极电压上升到足以触发DCLO比较器（其固定阈值 影响。 上限为2.4 V）的水平。ADAS1000的工作电压范围是3.15 V 阈值下限是针对仅使用交流导联脱落和电极电缆长时间断 至5.5 V。如果使用GAIN 2/GAIN 3和直流导联脱落，提高 AVDD电源电压（最低3.6 V）可让直流导联脱落标志在较 高增益时正确置位。 开的情况而增加的。此时，直流电压已饱和到供电轨，或 者电极电缆因故短接到电源。无论何种情况，交流信号均 不存在，但电极可能未连接。阈值下限检查最小信号电平。 交流导联脱落检测 除导联脱落标志外，用户还可以回读每通道提供的电压测 检测电极是否连接到病人的另一种方法是将交流电流注入 量结果。测得的各电极幅度通过寄存器0x31至寄存器0x35 各通道，测量由此产生的电压的幅度。系统使用2.039 kHz （LOAMxx寄存器，见表52）提供。 的固定载波频率，它高到足以被ADAS1000/ADAS1000-1/ 检测交流导联脱落事件的传播延迟小于10 ms。 ADAS1000-2片内数字滤波器滤除，而不会在ECG信号中引 入相位或幅度伪像。 注意，当校准DAC使能时，交流导联脱落检测功能禁用。 ADC 超出范围 AC LO DAC 当多个导联脱落时，输入放大器可能处于饱和状态。这会 导致ADC输出超范围数据，且无载波送至导联脱落算法。 LA 11kΩ 11kΩ LL RA 11kΩ 11kΩ V1 11kΩ V2 CM 2.039kHz 12.5nA TO 100nA rms 因此，交流导联脱落算法报告的交流幅度非常小或没有。 09660-166 11kΩ ADAS1000含有指示ADC数据是否超出范围（意味着硬电极 脱落状态）的标志。可编程超量程和欠量程阈值可在 LOFFUTH和LOFFLTH寄存器中看到（分别参见表39和表 图 68. 简化交流导联脱落配置 此信号的幅度标称值为2 V p-p，中心电压为相对于芯片 40）。ADC超范围标志包含在表头字中（参见表54）。 AGND电平的1.3 V。它交流耦合到各电极。交流导联脱落 屏蔽驱动器 信号的极性可以通过LOFFCTL寄存器的位[23:18]，针对各 屏蔽驱动放大器是一个单位增益放大器，其作用是驱动 电极进行配置（参见表29）。所有电极都可以同相驱动， ECG电缆的屏蔽层。为节省功耗，不用时可以将其禁用。 某些电极可以反相驱动以使总注入交流电流最小。驱动幅 度也是可编程的。仅输入引脚（LA、LL、RA、V1、V2和 CM_IN）支持交流导联脱落检测，RLD_OUT引脚则不支持。 注意，SHIELD引脚与呼吸引脚功能共用，二者可以复用一 个外部电容连接。如果该引脚用作呼吸功能，屏蔽功能即 不可用。这种情况下，如果应用需要屏蔽驱动，可以使用 产生的模拟输入信号施加于ECG通道，经过I/Q解调后检测 一个连接到CM_OUT引脚的外部放大器。 其幅度。得到的幅度经低通滤波后送至数字阈值检波器。 呼吸（仅限 ADAS1000 型号） 交流导联脱落检测提供用户可编程的专用阈值电压上限和 呼吸的测量方法是将一个高频（可编程范围46.5 kHz至64 下限（见表39和表40）。注意，这些编程阈值电压随ECG 通道增益而变化，但不受所设置的电流水平影响。所有活 kHz）差分电流驱动到两个电极，由此产生的阻抗变化导致 差分电压以呼吸速率变化。该信号交流耦合到病人。采集 动通道均使用同样的检测阈值。 的信号为AM，载波在驱动频率，浅调制包络在呼吸频率。 当驱动电流流入右腿(RL)时，正确连接的电极会有一个非 客户提供的RFI和ESIS保护滤波器的电阻，加上连接皮肤接 常小的信号，而断开的电极则有一个较大信号（由信号源 口的电缆和电极的阻抗（见表12），大大降低了调制深度。 和电缆电容构成的容性分压器决定）。 目标是在有大串联电阻的环境下，以低于1 Ω的分辨率测量 如果测得的信号大于阈值上限，则阻抗很高，导线很可能 已断开。合适的阈值设置取决于具体电缆/电极/保护方案， 因为对于不同的使用情形，这些参数通常是独一无二的。 可从高阈值开始，然后逐渐降低，直至检测到导联脱落， 然后提高该阈值以提供一定的安全裕量。 小阻抗变化。电路本身包括一个呼吸DAC，它以可编程频 率将交流耦合电流驱动到选定的电极对。由此产生的电压 变化经过放大、滤波后，在数字域中同步解调，结果是一 个代表总胸阻抗或呼吸阻抗（包括电缆和电极贡献）的数 字信号。虽然它在片内经过深度低通滤波，但用户需要进 一步处理以提取包络，并执行峰值检测以确定呼吸情况（或 是否无呼吸）。 Rev. B | Page 38 of 80 ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 数据手册 内部呼吸电容 呼吸测量可在一个导联（导联I、导联II或导联III）或外部 路 径 上 执 行 ， 通 过 一 对 专 用 引 脚 （ EXT_RESP_LA 、 内部呼吸功能使用一个内部RC网络(5 kΩ/100 pF)，此电路 EXT_RESP_RA或EXT_RESP_LL）提供结果。一次只能测量 的分辨率为200 mΩ（路径和电缆总阻抗高达5 kΩ）。电流 一个导联。呼吸测量路径不适合用于其它ECG测量，因为 交流耦合到读回测量结果的引脚。图69显示了导联I上的 其 内 部 配 置 和 解 调 与 ECG 测 量 不 一 致 。 然 而 ， 测量，但类似的测量配置可用来测量导联II或导联III。通 EXT_RESP_LA、EXT_RESP_RA或EXT_RESP_LL路径可根 过RESPCTRL寄存器配置为最大幅度设置(±1 V)时（见表 据需要复用到一个ECG ADC路径，如“扩展开关导通呼吸 30），内部电容模式无需外部电容，并产生幅度约64 µA p-p 路径”部分所述。 的电流。 对ECG测量来说，呼吸信号处理路径无法重新配置，因为 外部呼吸路径 它是专门针对呼吸信号测量而设计的。 EXT_RESP_xx引脚既可配合ECG电极电缆使用，也可配合 表 12. 最大容许电缆和胸负载 电缆电阻 R < 1 kΩ 1 kΩ < R < 2.5 kΩ 2.5 kΩ < R < 5 kΩ 独立于ECG电极路径的专用外部传感器使用。此外，利用 电缆电容 C < 1200 pF C < 400 pF C < 200 pF RTHORACIC < 2 kΩ EXT_RESP_xx引脚，用户可以在前端任一输入滤波的病人 一侧测量呼吸信号。这种情况下，用户必须继续采取措施 保护EXT_RESP_xx引脚，使其免受任何超过工作电压范围 的信号（如ESIS或除颤器信号）影响。 46.5kHz TO 64kHz ±1V RESPIRATION DAC DRIVE + ADAS1000 5kΩ 100pF CABLE AND ELECTRODE IMPEDANCE < 5kΩ FILTER LL CABLE FILTER RA CABLE FILTER IN-AMP AND ANTI-ALIASING EXT_RESP_LA ECG2_LL HPF EXT_RESP_LL ECG3_RA fc=150kHz fc=10kHz EXT_RESP_RA OVERSAMPLED SAR ADC LPF MAGNITUDE AND PHASE 7Hz 100pF 5kΩ 46.5kHz TO 64kHz ±1V RESPIRATION DAC DRIVE– 图 69. 简化呼吸框图 Rev. B | Page 39 of 80 09660-023 LA CABLE RESPIRATION MEASURE ECG1_LA ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2 数据手册 外部呼吸电容 更高的信噪比。还要注意，一次只能在一个导联上测量呼 吸，因此，可能只需要一对外部呼吸路径（和外部电容）。 如果需要，ADAS1000允许用户将外部电容连接到呼吸电 路，以便实现更高的分辨率( PACEEDGETH? 认参数值可能不是最优的，需要通过试验和评估来确保 获得鲁棒的性能。 PACE PULSE NO YES START PULSE WIDTH TIMER PACELVLTH FIND END OF LEADING EDGE B < PACELVL LEADING EDGE LEADING EDGE STOP PACEAMPTH NO YES START NOISE FILTERS (if enabled) PACEEDGETH YES PACE WIDTH TRAILING EDGE DETECTED? YES 09660-027 RECHARGE PULSE NO PACE AMPLITUDE > PACEAMPTH 图 73. 典型起搏信号 起搏检测的第一步是寻找数据流中的有效前沿。一旦找 NO YES 到候选边沿，算法就会核实该信号看起来是否像一个脉 冲，然后开始寻找另一个极性相反且满足脉搏宽度和幅 NOISE FILTER PASSED? 度标准并通过可选噪声滤波器的边沿。只有那些满足所 NO YES 有要求的脉搏才会被标记为有效脉搏。检测到有效脉搏 后，帧表头寄存器中的标志就会置位，幅度和宽度信息 PULSE WIDTH > 100µs AND