如何测量心电图 - ADS129x 产品系列
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大家好，欢迎观看 “如何测量 ECG”培训 系列的后续视频。 在上一个视频中， 我们回顾了惯常 用于测量 ECG 的 主要信号链元件。 本后续视频将讨论 TI ADS129x 系列 Δ-Σ ADC 器件的优势。 然后，我们将看一看 如何使用它们简化 ECG 测量系统设计。 既然我们已经了解 主要的功能模块， 那么不妨回到 单导联 ECG 系统的 原始图。 这一张图非常复杂， 需要客户考虑 许多不同的方面。 但 TI 提供了一个 出色的解决方案， 可以极大简化系统。 例如，您可以看到， 许多方框都恰好 适合我们的 单通道 ADS1291。 同样，3 导联 版本也非常适合 我们的双通道 ECG AFE，即 ADS1292。 两个通道都使用 相同的时钟和参考 输入同时对 每一条导联线采样。 我们甚至可以在单个 芯片中安装更多的导联线。 这里展示了一个 12 导联 ECG 系统， 连同 WCT 节点和 胸部导联测量值， 我们可以看到， 整个系统整齐地放入 我们的单芯片 ADS1298。 此处显示了 ADS1291 和 1292 规格。 每个通道都有一个 低噪声、高输入阻抗的前端 可编程增益 放大器，简称 PGA。 它后面是一个 24 位同步采样的 Δ-Σ ADC，数据 速率介于 125 个 样本/秒和 8 千样本/秒之间。 每个通道上的 输入参考噪声 指定为峰峰值 8 微伏。 这是在 PGA 增益为 6、 带宽为 150 赫兹的条件下测量的。 每个通道的典型 CMRR 是 -105dB。 从右侧的功能 方框图中可以看到， 这些器件还包括 集成式右腿驱动 放大器、导联 脱落检测和器件的 R 版本指定的 呼吸阻抗测量。 另外还包括内部 信号链验证的测试信号、 低漂移 ADC 参考 和一个集成振荡器。 通道数量越高的版本 -- 即 ADS1294、96 和 98， 拥有更多的集成特性 和更好的性能。 明显的差异包括 更快的数据速率，高达 3.2 万样本/秒， 以及更低的输入 参考噪声，达到 峰峰值 4 微伏， 还有更好的 共模抑制，即 -115dB。 此外，这些器件还 集成了 WCT 放大器， 以及个体缓冲器， 以输出模拟起搏器 信号。 我们来详细看一看 集成的可编程增益 放大器，确保它们符合 我们对 ECG 前端的预期。 ADS129x 器件上的 PGA 是 CMOS 放大器。 这意味着它们有 非常低的输入偏置电流 和高输入阻抗。 根据数据表规格， 最大输入偏置 电流只有 200 皮安。 列出的输入阻抗 大于 100 兆欧姆。 输入电压噪声也极低， 电流噪声基本 可以忽略不计。 这些 PGA 在应用 设计中还非常灵活， 可编程增益 在 1 到 12 之间。 使用简单的 寄存器命令即可 通过器件 SPI 接口更改增益设置。 现在，我们看一看 ADS129x 器件中 实现的导联脱落 检测方法。 ADS129x 使用输入 阻抗非常高的集成式 可编程电流源实现 导联脱落检测。 在直流导联脱落时， 电流注入患者身体， 并通过两个 比较器测量电压 -- 一个在高侧输入端， 另一个在低侧输入端。 每个比较器 向状态字连续 报告自己的输出， 即每个样本的输出。 在交流导联脱落时， 使用相同的电流源 将带外方波电流 注入患者身体。 在这种情况下， 后处理期间会分析 与导联脱落电流 源频率相对应的 测量电压，以确定 患者与电极之间的 连接质量。 只有在 ADS1294、6 和 8 器件中， 还会包含三个缓冲放大器， 以生成威尔逊中心端子， 简称 WCT。 该电路允许用户 使用可配置寄存器的 多路复用器从任意 电极输入中选择三个 肢体导联。 每个电极都缓冲和连接 到另一个电阻求和点， 以获得 WCT 电压。 此电压将输出 到外部器件引脚。 然后，用户将 WCT 电压 连接到胸部导联 通道的负输入。 由于某些应用 还要求测量患者的 呼吸率，所以 ADS129x 器件的 R 版本 包括一个集成式呼吸 功能。 此功能通过一种叫做 阻抗充气造影术的技术 测量患者的呼吸率。 此技术的基本目标是， 在患者吸气和呼气时 测量胸腔或胸部的 微小阻抗变化。 在此图中，我们 通过组合恒定阻抗 R 基线和变化阻抗 R 呼吸对患者 建模。 R 基线是几百欧姆 到几千欧姆之间的 恒定值。 R 呼吸对应 胸腔扩张和收缩时 人体阻抗的变化。 首先，ADS129xR 器件 在 RESP_MODP 和 RESP_MODN 引脚上输出高频方波激励信号。 患者因呼吸而 发生的阻抗变化 将调制方波的振幅。 其次，通道 1 输入检测 这种振幅调制波形。 最后，器件内部 有一个解调电路， 它将删除高频方波。 这样就会只留下 与患者的呼吸对应的 低频波形。 解调波形中的 直流共模电压 就是呼吸信号 路径中总恒定 阻抗的结果。 解调波形的振幅 是变化阻抗 R 呼吸的结果。 ADS129xR 器件 使用若干无源器件 实现此技术。 此图中的电容器 C 1 和 C 5 用于交流耦合 电极输入。 电阻器 R 3、R 4、 R 5 和 R 6 形成每个 输入上的电阻分压器， 使它们偏置回中位电压。 C 3 和 C 4 用于交流耦合 RESP 和 RESP_MOD 引脚上的呼吸调制 信号。 串联电阻器也 用于限制交流电流。 最后，添加 C2 和 C6 以加强故障 保护。 较大的患者保护电阻器 通常用来限制直流电流， 不能直接放置 在呼吸路径上。 电阻器的噪声 加上生成的解调 波形的直流分量 将防止解析呼吸波形。 请注意，用于测量 呼吸率的相同电极 仍然可以连接 到另一个通道 以照常测量 ECG。 更多有关呼吸 充气造影术的信息， 请查看应用手册 SBAA181。 ECG 测量还有一个方面 尚未谈及，那就是 心脏起搏器检测。 起搏器是心率异常 或心律不齐的患者 使用的电子医疗器件。 这些器件启动 良好控制的心动 周期，以使心脏维持 较为正常的功能水平。 许多 ECG 系统都必须 检测 ECG 数据中 是否存在起搏工件。 这有助于医生确定 如何治疗这些患者， 并了解是否 可以实施电击 除颤。 ADS1294、6、8 包含一个促进 起搏检测的电路。 该器件允许用户 选择用哪个 ECG 通道 检测起搏信号， 正如图中 圈起的部分所示。 PGA 级的差分输出 使用集成式 起搏信号放大器 从差分信号 转换为单端信号。 然后，放大器的输出 连接到器件 上的专用引脚。 这样用户就可以 在 ADS129x 器件之外创建 自己的外部起搏检测电路。 在下一个视频中，我们 将简要介绍两种 TI 设计， 它们分别代表了 两种不同的起搏器 检测方法。 好了，今天就介绍到这里。 敬请关注关于如何测量 ECG 的更多同系列视频。 on how to measure ECG.
大家好，欢迎观看 “如何测量 ECG”培训 系列的后续视频。 在上一个视频中， 我们回顾了惯常 用于测量 ECG 的 主要信号链元件。 本后续视频将讨论 TI ADS129x 系列 Δ-Σ ADC 器件的优势。 然后，我们将看一看 如何使用它们简化 ECG 测量系统设计。 既然我们已经了解 主要的功能模块， 那么不妨回到 单导联 ECG 系统的 原始图。 这一张图非常复杂， 需要客户考虑 许多不同的方面。 但 TI 提供了一个 出色的解决方案， 可以极大简化系统。 例如，您可以看到， 许多方框都恰好 适合我们的 单通道 ADS1291。 同样，3 导联 版本也非常适合 我们的双通道 ECG AFE，即 ADS1292。 两个通道都使用 相同的时钟和参考 输入同时对 每一条导联线采样。 我们甚至可以在单个 芯片中安装更多的导联线。 这里展示了一个 12 导联 ECG 系统， 连同 WCT 节点和 胸部导联测量值， 我们可以看到， 整个系统整齐地放入 我们的单芯片 ADS1298。 此处显示了 ADS1291 和 1292 规格。 每个通道都有一个 低噪声、高输入阻抗的前端 可编程增益 放大器，简称 PGA。 它后面是一个 24 位同步采样的 Δ-Σ ADC，数据 速率介于 125 个 样本/秒和 8 千样本/秒之间。 每个通道上的 输入参考噪声 指定为峰峰值 8 微伏。 这是在 PGA 增益为 6、 带宽为 150 赫兹的条件下测量的。 每个通道的典型 CMRR 是 -105dB。 从右侧的功能 方框图中可以看到， 这些器件还包括 集成式右腿驱动 放大器、导联 脱落检测和器件的 R 版本指定的 呼吸阻抗测量。 另外还包括内部 信号链验证的测试信号、 低漂移 ADC 参考 和一个集成振荡器。 通道数量越高的版本 -- 即 ADS1294、96 和 98， 拥有更多的集成特性 和更好的性能。 明显的差异包括 更快的数据速率，高达 3.2 万样本/秒， 以及更低的输入 参考噪声，达到 峰峰值 4 微伏， 还有更好的 共模抑制，即 -115dB。 此外，这些器件还 集成了 WCT 放大器， 以及个体缓冲器， 以输出模拟起搏器 信号。 我们来详细看一看 集成的可编程增益 放大器，确保它们符合 我们对 ECG 前端的预期。 ADS129x 器件上的 PGA 是 CMOS 放大器。 这意味着它们有 非常低的输入偏置电流 和高输入阻抗。 根据数据表规格， 最大输入偏置 电流只有 200 皮安。 列出的输入阻抗 大于 100 兆欧姆。 输入电压噪声也极低， 电流噪声基本 可以忽略不计。 这些 PGA 在应用 设计中还非常灵活， 可编程增益 在 1 到 12 之间。 使用简单的 寄存器命令即可 通过器件 SPI 接口更改增益设置。 现在，我们看一看 ADS129x 器件中 实现的导联脱落 检测方法。 ADS129x 使用输入 阻抗非常高的集成式 可编程电流源实现 导联脱落检测。 在直流导联脱落时， 电流注入患者身体， 并通过两个 比较器测量电压 -- 一个在高侧输入端， 另一个在低侧输入端。 每个比较器 向状态字连续 报告自己的输出， 即每个样本的输出。 在交流导联脱落时， 使用相同的电流源 将带外方波电流 注入患者身体。 在这种情况下， 后处理期间会分析 与导联脱落电流 源频率相对应的 测量电压，以确定 患者与电极之间的 连接质量。 只有在 ADS1294、6 和 8 器件中， 还会包含三个缓冲放大器， 以生成威尔逊中心端子， 简称 WCT。 该电路允许用户 使用可配置寄存器的 多路复用器从任意 电极输入中选择三个 肢体导联。 每个电极都缓冲和连接 到另一个电阻求和点， 以获得 WCT 电压。 此电压将输出 到外部器件引脚。 然后，用户将 WCT 电压 连接到胸部导联 通道的负输入。 由于某些应用 还要求测量患者的 呼吸率，所以 ADS129x 器件的 R 版本 包括一个集成式呼吸 功能。 此功能通过一种叫做 阻抗充气造影术的技术 测量患者的呼吸率。 此技术的基本目标是， 在患者吸气和呼气时 测量胸腔或胸部的 微小阻抗变化。 在此图中，我们 通过组合恒定阻抗 R 基线和变化阻抗 R 呼吸对患者 建模。 R 基线是几百欧姆 到几千欧姆之间的 恒定值。 R 呼吸对应 胸腔扩张和收缩时 人体阻抗的变化。 首先，ADS129xR 器件 在 RESP_MODP 和 RESP_MODN 引脚上输出高频方波激励信号。 患者因呼吸而 发生的阻抗变化 将调制方波的振幅。 其次，通道 1 输入检测 这种振幅调制波形。 最后，器件内部 有一个解调电路， 它将删除高频方波。 这样就会只留下 与患者的呼吸对应的 低频波形。 解调波形中的 直流共模电压 就是呼吸信号 路径中总恒定 阻抗的结果。 解调波形的振幅 是变化阻抗 R 呼吸的结果。 ADS129xR 器件 使用若干无源器件 实现此技术。 此图中的电容器 C 1 和 C 5 用于交流耦合 电极输入。 电阻器 R 3、R 4、 R 5 和 R 6 形成每个 输入上的电阻分压器， 使它们偏置回中位电压。 C 3 和 C 4 用于交流耦合 RESP 和 RESP_MOD 引脚上的呼吸调制 信号。 串联电阻器也 用于限制交流电流。 最后，添加 C2 和 C6 以加强故障 保护。 较大的患者保护电阻器 通常用来限制直流电流， 不能直接放置 在呼吸路径上。 电阻器的噪声 加上生成的解调 波形的直流分量 将防止解析呼吸波形。 请注意，用于测量 呼吸率的相同电极 仍然可以连接 到另一个通道 以照常测量 ECG。 更多有关呼吸 充气造影术的信息， 请查看应用手册 SBAA181。 ECG 测量还有一个方面 尚未谈及，那就是 心脏起搏器检测。 起搏器是心率异常 或心律不齐的患者 使用的电子医疗器件。 这些器件启动 良好控制的心动 周期，以使心脏维持 较为正常的功能水平。 许多 ECG 系统都必须 检测 ECG 数据中 是否存在起搏工件。 这有助于医生确定 如何治疗这些患者， 并了解是否 可以实施电击 除颤。 ADS1294、6、8 包含一个促进 起搏检测的电路。 该器件允许用户 选择用哪个 ECG 通道 检测起搏信号， 正如图中 圈起的部分所示。 PGA 级的差分输出 使用集成式 起搏信号放大器 从差分信号 转换为单端信号。 然后，放大器的输出 连接到器件 上的专用引脚。 这样用户就可以 在 ADS129x 器件之外创建 自己的外部起搏检测电路。 在下一个视频中，我们 将简要介绍两种 TI 设计， 它们分别代表了 两种不同的起搏器 检测方法。 好了，今天就介绍到这里。 敬请关注关于如何测量 ECG 的更多同系列视频。 on how to measure ECG.
大家好，欢迎观看
“如何测量 ECG”培训 系列的后续视频。
在上一个视频中， 我们回顾了惯常
用于测量 ECG 的
主要信号链元件。
本后续视频将讨论
TI ADS129x 系列 Δ-Σ ADC 器件的优势。
然后，我们将看一看 如何使用它们简化 ECG
测量系统设计。
既然我们已经了解 主要的功能模块，
那么不妨回到 单导联 ECG 系统的
原始图。
这一张图非常复杂，
需要客户考虑 许多不同的方面。
但 TI 提供了一个 出色的解决方案，
可以极大简化系统。
例如，您可以看到， 许多方框都恰好
适合我们的 单通道 ADS1291。
同样，3 导联 版本也非常适合
我们的双通道 ECG AFE，即 ADS1292。
两个通道都使用 相同的时钟和参考
输入同时对 每一条导联线采样。
我们甚至可以在单个 芯片中安装更多的导联线。
这里展示了一个 12 导联 ECG 系统，
连同 WCT 节点和 胸部导联测量值，
我们可以看到， 整个系统整齐地放入
我们的单芯片 ADS1298。
此处显示了 ADS1291 和 1292 规格。
每个通道都有一个 低噪声、高输入阻抗的前端
可编程增益 放大器，简称 PGA。
它后面是一个 24 位同步采样的
Δ-Σ ADC，数据 速率介于 125 个
样本/秒和 8 千样本/秒之间。
每个通道上的 输入参考噪声
指定为峰峰值 8 微伏。
这是在 PGA 增益为 6、
带宽为 150 赫兹的条件下测量的。
每个通道的典型 CMRR 是 -105dB。
从右侧的功能 方框图中可以看到，
这些器件还包括 集成式右腿驱动
放大器、导联 脱落检测和器件的
R 版本指定的 呼吸阻抗测量。
另外还包括内部 信号链验证的测试信号、
低漂移 ADC 参考
和一个集成振荡器。
通道数量越高的版本 --
即 ADS1294、96 和 98， 拥有更多的集成特性
和更好的性能。
明显的差异包括 更快的数据速率，高达
3.2 万样本/秒， 以及更低的输入
参考噪声，达到 峰峰值 4 微伏，
还有更好的 共模抑制，即 -115dB。
此外，这些器件还 集成了 WCT 放大器，
以及个体缓冲器， 以输出模拟起搏器
信号。
我们来详细看一看 集成的可编程增益
放大器，确保它们符合
我们对 ECG 前端的预期。
ADS129x 器件上的 PGA 是 CMOS 放大器。
这意味着它们有 非常低的输入偏置电流
和高输入阻抗。
根据数据表规格，
最大输入偏置 电流只有 200 皮安。
列出的输入阻抗
大于 100 兆欧姆。
输入电压噪声也极低，
电流噪声基本 可以忽略不计。
这些 PGA 在应用 设计中还非常灵活，
可编程增益 在 1 到 12 之间。
使用简单的 寄存器命令即可
通过器件 SPI 接口更改增益设置。
现在，我们看一看
ADS129x 器件中 实现的导联脱落
检测方法。
ADS129x 使用输入 阻抗非常高的集成式
可编程电流源实现
导联脱落检测。
在直流导联脱落时， 电流注入患者身体，
并通过两个 比较器测量电压 --
一个在高侧输入端， 另一个在低侧输入端。
每个比较器 向状态字连续
报告自己的输出，
即每个样本的输出。
在交流导联脱落时， 使用相同的电流源
将带外方波电流
注入患者身体。
在这种情况下， 后处理期间会分析
与导联脱落电流 源频率相对应的
测量电压，以确定
患者与电极之间的
连接质量。
只有在 ADS1294、6 和 8 器件中， 还会包含三个缓冲放大器，
以生成威尔逊中心端子，
简称 WCT。
该电路允许用户 使用可配置寄存器的
多路复用器从任意 电极输入中选择三个
肢体导联。
每个电极都缓冲和连接
到另一个电阻求和点，
以获得 WCT 电压。
此电压将输出 到外部器件引脚。
然后，用户将 WCT 电压
连接到胸部导联 通道的负输入。
由于某些应用 还要求测量患者的
呼吸率，所以
ADS129x 器件的 R 版本 包括一个集成式呼吸
功能。
此功能通过一种叫做 阻抗充气造影术的技术
测量患者的呼吸率。
此技术的基本目标是， 在患者吸气和呼气时
测量胸腔或胸部的
微小阻抗变化。
在此图中，我们 通过组合恒定阻抗
R 基线和变化阻抗
R 呼吸对患者
建模。
R 基线是几百欧姆 到几千欧姆之间的
恒定值。
R 呼吸对应 胸腔扩张和收缩时
人体阻抗的变化。
首先，ADS129xR 器件
在 RESP_MODP 和 RESP_MODN 引脚上输出高频方波激励信号。
患者因呼吸而 发生的阻抗变化
将调制方波的振幅。
其次，通道 1 输入检测
这种振幅调制波形。
最后，器件内部 有一个解调电路，
它将删除高频方波。
这样就会只留下 与患者的呼吸对应的
低频波形。
解调波形中的 直流共模电压
就是呼吸信号 路径中总恒定
阻抗的结果。
解调波形的振幅
是变化阻抗 R 呼吸的结果。
ADS129xR 器件 使用若干无源器件
实现此技术。
此图中的电容器 C 1 和 C 5 用于交流耦合
电极输入。
电阻器 R 3、R 4、 R 5 和 R 6 形成每个
输入上的电阻分压器， 使它们偏置回中位电压。
C 3 和 C 4 用于交流耦合
RESP 和 RESP_MOD 引脚上的呼吸调制
信号。
串联电阻器也 用于限制交流电流。
最后，添加 C2 和 C6 以加强故障
保护。
较大的患者保护电阻器
通常用来限制直流电流，
不能直接放置 在呼吸路径上。
电阻器的噪声 加上生成的解调
波形的直流分量
将防止解析呼吸波形。
请注意，用于测量 呼吸率的相同电极
仍然可以连接 到另一个通道
以照常测量 ECG。
更多有关呼吸 充气造影术的信息，
请查看应用手册 SBAA181。
ECG 测量还有一个方面
尚未谈及，那就是 心脏起搏器检测。
起搏器是心率异常 或心律不齐的患者
使用的电子医疗器件。
这些器件启动 良好控制的心动
周期，以使心脏维持
较为正常的功能水平。
许多 ECG 系统都必须
检测 ECG 数据中 是否存在起搏工件。
这有助于医生确定 如何治疗这些患者，
并了解是否 可以实施电击
除颤。
ADS1294、6、8 包含一个促进
起搏检测的电路。
该器件允许用户 选择用哪个 ECG 通道
检测起搏信号，
正如图中 圈起的部分所示。
PGA 级的差分输出
使用集成式 起搏信号放大器
从差分信号 转换为单端信号。
然后，放大器的输出
连接到器件 上的专用引脚。
这样用户就可以
在 ADS129x 器件之外创建 自己的外部起搏检测电路。
在下一个视频中，我们 将简要介绍两种 TI 设计，
它们分别代表了 两种不同的起搏器
检测方法。
好了，今天就介绍到这里。
敬请关注关于如何测量 ECG 的更多同系列视频。
on how to measure ECG.
大家好，欢迎观看 “如何测量 ECG”培训 系列的后续视频。 在上一个视频中， 我们回顾了惯常 用于测量 ECG 的 主要信号链元件。 本后续视频将讨论 TI ADS129x 系列 Δ-Σ ADC 器件的优势。 然后，我们将看一看 如何使用它们简化 ECG 测量系统设计。 既然我们已经了解 主要的功能模块， 那么不妨回到 单导联 ECG 系统的 原始图。 这一张图非常复杂， 需要客户考虑 许多不同的方面。 但 TI 提供了一个 出色的解决方案， 可以极大简化系统。 例如，您可以看到， 许多方框都恰好 适合我们的 单通道 ADS1291。 同样，3 导联 版本也非常适合 我们的双通道 ECG AFE，即 ADS1292。 两个通道都使用 相同的时钟和参考 输入同时对 每一条导联线采样。 我们甚至可以在单个 芯片中安装更多的导联线。 这里展示了一个 12 导联 ECG 系统， 连同 WCT 节点和 胸部导联测量值， 我们可以看到， 整个系统整齐地放入 我们的单芯片 ADS1298。 此处显示了 ADS1291 和 1292 规格。 每个通道都有一个 低噪声、高输入阻抗的前端 可编程增益 放大器，简称 PGA。 它后面是一个 24 位同步采样的 Δ-Σ ADC，数据 速率介于 125 个 样本/秒和 8 千样本/秒之间。 每个通道上的 输入参考噪声 指定为峰峰值 8 微伏。 这是在 PGA 增益为 6、 带宽为 150 赫兹的条件下测量的。 每个通道的典型 CMRR 是 -105dB。 从右侧的功能 方框图中可以看到， 这些器件还包括 集成式右腿驱动 放大器、导联 脱落检测和器件的 R 版本指定的 呼吸阻抗测量。 另外还包括内部 信号链验证的测试信号、 低漂移 ADC 参考 和一个集成振荡器。 通道数量越高的版本 -- 即 ADS1294、96 和 98， 拥有更多的集成特性 和更好的性能。 明显的差异包括 更快的数据速率，高达 3.2 万样本/秒， 以及更低的输入 参考噪声，达到 峰峰值 4 微伏， 还有更好的 共模抑制，即 -115dB。 此外，这些器件还 集成了 WCT 放大器， 以及个体缓冲器， 以输出模拟起搏器 信号。 我们来详细看一看 集成的可编程增益 放大器，确保它们符合 我们对 ECG 前端的预期。 ADS129x 器件上的 PGA 是 CMOS 放大器。 这意味着它们有 非常低的输入偏置电流 和高输入阻抗。 根据数据表规格， 最大输入偏置 电流只有 200 皮安。 列出的输入阻抗 大于 100 兆欧姆。 输入电压噪声也极低， 电流噪声基本 可以忽略不计。 这些 PGA 在应用 设计中还非常灵活， 可编程增益 在 1 到 12 之间。 使用简单的 寄存器命令即可 通过器件 SPI 接口更改增益设置。 现在，我们看一看 ADS129x 器件中 实现的导联脱落 检测方法。 ADS129x 使用输入 阻抗非常高的集成式 可编程电流源实现 导联脱落检测。 在直流导联脱落时， 电流注入患者身体， 并通过两个 比较器测量电压 -- 一个在高侧输入端， 另一个在低侧输入端。 每个比较器 向状态字连续 报告自己的输出， 即每个样本的输出。 在交流导联脱落时， 使用相同的电流源 将带外方波电流 注入患者身体。 在这种情况下， 后处理期间会分析 与导联脱落电流 源频率相对应的 测量电压，以确定 患者与电极之间的 连接质量。 只有在 ADS1294、6 和 8 器件中， 还会包含三个缓冲放大器， 以生成威尔逊中心端子， 简称 WCT。 该电路允许用户 使用可配置寄存器的 多路复用器从任意 电极输入中选择三个 肢体导联。 每个电极都缓冲和连接 到另一个电阻求和点， 以获得 WCT 电压。 此电压将输出 到外部器件引脚。 然后，用户将 WCT 电压 连接到胸部导联 通道的负输入。 由于某些应用 还要求测量患者的 呼吸率，所以 ADS129x 器件的 R 版本 包括一个集成式呼吸 功能。 此功能通过一种叫做 阻抗充气造影术的技术 测量患者的呼吸率。 此技术的基本目标是， 在患者吸气和呼气时 测量胸腔或胸部的 微小阻抗变化。 在此图中，我们 通过组合恒定阻抗 R 基线和变化阻抗 R 呼吸对患者 建模。 R 基线是几百欧姆 到几千欧姆之间的 恒定值。 R 呼吸对应 胸腔扩张和收缩时 人体阻抗的变化。 首先，ADS129xR 器件 在 RESP_MODP 和 RESP_MODN 引脚上输出高频方波激励信号。 患者因呼吸而 发生的阻抗变化 将调制方波的振幅。 其次，通道 1 输入检测 这种振幅调制波形。 最后，器件内部 有一个解调电路， 它将删除高频方波。 这样就会只留下 与患者的呼吸对应的 低频波形。 解调波形中的 直流共模电压 就是呼吸信号 路径中总恒定 阻抗的结果。 解调波形的振幅 是变化阻抗 R 呼吸的结果。 ADS129xR 器件 使用若干无源器件 实现此技术。 此图中的电容器 C 1 和 C 5 用于交流耦合 电极输入。 电阻器 R 3、R 4、 R 5 和 R 6 形成每个 输入上的电阻分压器， 使它们偏置回中位电压。 C 3 和 C 4 用于交流耦合 RESP 和 RESP_MOD 引脚上的呼吸调制 信号。 串联电阻器也 用于限制交流电流。 最后，添加 C2 和 C6 以加强故障 保护。 较大的患者保护电阻器 通常用来限制直流电流， 不能直接放置 在呼吸路径上。 电阻器的噪声 加上生成的解调 波形的直流分量 将防止解析呼吸波形。 请注意，用于测量 呼吸率的相同电极 仍然可以连接 到另一个通道 以照常测量 ECG。 更多有关呼吸 充气造影术的信息， 请查看应用手册 SBAA181。 ECG 测量还有一个方面 尚未谈及，那就是 心脏起搏器检测。 起搏器是心率异常 或心律不齐的患者 使用的电子医疗器件。 这些器件启动 良好控制的心动 周期，以使心脏维持 较为正常的功能水平。 许多 ECG 系统都必须 检测 ECG 数据中 是否存在起搏工件。 这有助于医生确定 如何治疗这些患者， 并了解是否 可以实施电击 除颤。 ADS1294、6、8 包含一个促进 起搏检测的电路。 该器件允许用户 选择用哪个 ECG 通道 检测起搏信号， 正如图中 圈起的部分所示。 PGA 级的差分输出 使用集成式 起搏信号放大器 从差分信号 转换为单端信号。 然后，放大器的输出 连接到器件 上的专用引脚。 这样用户就可以 在 ADS129x 器件之外创建 自己的外部起搏检测电路。 在下一个视频中，我们 将简要介绍两种 TI 设计， 它们分别代表了 两种不同的起搏器 检测方法。 好了，今天就介绍到这里。 敬请关注关于如何测量 ECG 的更多同系列视频。 on how to measure ECG.
大家好，欢迎观看
“如何测量 ECG”培训 系列的后续视频。
在上一个视频中， 我们回顾了惯常
用于测量 ECG 的
主要信号链元件。
本后续视频将讨论
TI ADS129x 系列 Δ-Σ ADC 器件的优势。
然后，我们将看一看 如何使用它们简化 ECG
测量系统设计。
既然我们已经了解 主要的功能模块，
那么不妨回到 单导联 ECG 系统的
原始图。
这一张图非常复杂，
需要客户考虑 许多不同的方面。
但 TI 提供了一个 出色的解决方案，
可以极大简化系统。
例如，您可以看到， 许多方框都恰好
适合我们的 单通道 ADS1291。
同样，3 导联 版本也非常适合
我们的双通道 ECG AFE，即 ADS1292。
两个通道都使用 相同的时钟和参考
输入同时对 每一条导联线采样。
我们甚至可以在单个 芯片中安装更多的导联线。
这里展示了一个 12 导联 ECG 系统，
连同 WCT 节点和 胸部导联测量值，
我们可以看到， 整个系统整齐地放入
我们的单芯片 ADS1298。
此处显示了 ADS1291 和 1292 规格。
每个通道都有一个 低噪声、高输入阻抗的前端
可编程增益 放大器，简称 PGA。
它后面是一个 24 位同步采样的
Δ-Σ ADC，数据 速率介于 125 个
样本/秒和 8 千样本/秒之间。
每个通道上的 输入参考噪声
指定为峰峰值 8 微伏。
这是在 PGA 增益为 6、
带宽为 150 赫兹的条件下测量的。
每个通道的典型 CMRR 是 -105dB。
从右侧的功能 方框图中可以看到，
这些器件还包括 集成式右腿驱动
放大器、导联 脱落检测和器件的
R 版本指定的 呼吸阻抗测量。
另外还包括内部 信号链验证的测试信号、
低漂移 ADC 参考
和一个集成振荡器。
通道数量越高的版本 --
即 ADS1294、96 和 98， 拥有更多的集成特性
和更好的性能。
明显的差异包括 更快的数据速率，高达
3.2 万样本/秒， 以及更低的输入
参考噪声，达到 峰峰值 4 微伏，
还有更好的 共模抑制，即 -115dB。
此外，这些器件还 集成了 WCT 放大器，
以及个体缓冲器， 以输出模拟起搏器
信号。
我们来详细看一看 集成的可编程增益
放大器，确保它们符合
我们对 ECG 前端的预期。
ADS129x 器件上的 PGA 是 CMOS 放大器。
这意味着它们有 非常低的输入偏置电流
和高输入阻抗。
根据数据表规格，
最大输入偏置 电流只有 200 皮安。
列出的输入阻抗
大于 100 兆欧姆。
输入电压噪声也极低，
电流噪声基本 可以忽略不计。
这些 PGA 在应用 设计中还非常灵活，
可编程增益 在 1 到 12 之间。
使用简单的 寄存器命令即可
通过器件 SPI 接口更改增益设置。
现在，我们看一看
ADS129x 器件中 实现的导联脱落
检测方法。
ADS129x 使用输入 阻抗非常高的集成式
可编程电流源实现
导联脱落检测。
在直流导联脱落时， 电流注入患者身体，
并通过两个 比较器测量电压 --
一个在高侧输入端， 另一个在低侧输入端。
每个比较器 向状态字连续
报告自己的输出，
即每个样本的输出。
在交流导联脱落时， 使用相同的电流源
将带外方波电流
注入患者身体。
在这种情况下， 后处理期间会分析
与导联脱落电流 源频率相对应的
测量电压，以确定
患者与电极之间的
连接质量。
只有在 ADS1294、6 和 8 器件中， 还会包含三个缓冲放大器，
以生成威尔逊中心端子，
简称 WCT。
该电路允许用户 使用可配置寄存器的
多路复用器从任意 电极输入中选择三个
肢体导联。
每个电极都缓冲和连接
到另一个电阻求和点，
以获得 WCT 电压。
此电压将输出 到外部器件引脚。
然后，用户将 WCT 电压
连接到胸部导联 通道的负输入。
由于某些应用 还要求测量患者的
呼吸率，所以
ADS129x 器件的 R 版本 包括一个集成式呼吸
功能。
此功能通过一种叫做 阻抗充气造影术的技术
测量患者的呼吸率。
此技术的基本目标是， 在患者吸气和呼气时
测量胸腔或胸部的
微小阻抗变化。
在此图中，我们 通过组合恒定阻抗
R 基线和变化阻抗
R 呼吸对患者
建模。
R 基线是几百欧姆 到几千欧姆之间的
恒定值。
R 呼吸对应 胸腔扩张和收缩时
人体阻抗的变化。
首先，ADS129xR 器件
在 RESP_MODP 和 RESP_MODN 引脚上输出高频方波激励信号。
患者因呼吸而 发生的阻抗变化
将调制方波的振幅。
其次，通道 1 输入检测
这种振幅调制波形。
最后，器件内部 有一个解调电路，
它将删除高频方波。
这样就会只留下 与患者的呼吸对应的
低频波形。
解调波形中的 直流共模电压
就是呼吸信号 路径中总恒定
阻抗的结果。
解调波形的振幅
是变化阻抗 R 呼吸的结果。
ADS129xR 器件 使用若干无源器件
实现此技术。
此图中的电容器 C 1 和 C 5 用于交流耦合
电极输入。
电阻器 R 3、R 4、 R 5 和 R 6 形成每个
输入上的电阻分压器， 使它们偏置回中位电压。
C 3 和 C 4 用于交流耦合
RESP 和 RESP_MOD 引脚上的呼吸调制
信号。
串联电阻器也 用于限制交流电流。
最后，添加 C2 和 C6 以加强故障
保护。
较大的患者保护电阻器
通常用来限制直流电流，
不能直接放置 在呼吸路径上。
电阻器的噪声 加上生成的解调
波形的直流分量
将防止解析呼吸波形。
请注意，用于测量 呼吸率的相同电极
仍然可以连接 到另一个通道
以照常测量 ECG。
更多有关呼吸 充气造影术的信息，
请查看应用手册 SBAA181。
ECG 测量还有一个方面
尚未谈及，那就是 心脏起搏器检测。
起搏器是心率异常 或心律不齐的患者
使用的电子医疗器件。
这些器件启动 良好控制的心动
周期，以使心脏维持
较为正常的功能水平。
许多 ECG 系统都必须
检测 ECG 数据中 是否存在起搏工件。
这有助于医生确定 如何治疗这些患者，
并了解是否 可以实施电击
除颤。
ADS1294、6、8 包含一个促进
起搏检测的电路。
该器件允许用户 选择用哪个 ECG 通道
检测起搏信号，
正如图中 圈起的部分所示。
PGA 级的差分输出
使用集成式 起搏信号放大器
从差分信号 转换为单端信号。
然后，放大器的输出
连接到器件 上的专用引脚。
这样用户就可以
在 ADS129x 器件之外创建 自己的外部起搏检测电路。
在下一个视频中，我们 将简要介绍两种 TI 设计，
它们分别代表了 两种不同的起搏器
检测方法。
好了，今天就介绍到这里。
敬请关注关于如何测量 ECG 的更多同系列视频。
on how to measure ECG.
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视频简介
如何测量心电图 - ADS129x 产品系列
所属课程：如何测量心电图：信号、系统模块和解决方案指南
发布时间：2022.09.02
视频集数：6
本节视频时长：00:09:05
心电图测量在传统医院环境以及可穿戴和移动系统中都是一个不断增长的应用空间。本培训系列解释了心电图的临床基础、信号背后的生理学以及如何使用理想的电子元件对身体进行建模。然后，我们深入了解测量 ECG 所需的电路，并了解我们的 ADS129x 系列 delta-sigma ADC 如何集成许多信号链要求以简化客户设计。
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