ADS1294、ADS1296、ADS1298（ADS129x）和ADS1294R、ADS1296R ADS1298R（ADS129xR）是一系列多通道、同時采樣、24位、δσ（ΔΣ）模數轉換器（ADC），內置可編程增益放大器（PGA）、內部參考和板載振蕩器。ADS129x和ADS129xR包含了醫療心電圖（ECG）和腦電圖（EEG）應用中常見的所有功能。憑借高度集成度和卓越性能，ADS129x和ADS129xR能夠以顯著降低體積、功耗和整體成本的可擴展醫療儀器系統開發。
*附件：ads1294r.pdf

ADS129x和ADS129xR每個信道配備一個靈活的輸入復用器（多工器），可獨立連接到內部生成的信號，用于測試、溫度和引線檢測。此外，輸入通道的任何配置都可以選擇用于推導右腳驅動（RLD）輸出信號。ADS129x 和 ADS129xR 的數據速率高達 32 kSPS，從而實現軟件節奏檢測。引線檢測可以在器件內部實現，可以通過上拉或下拉電阻，或激勵電流匯或源電路實現。三臺集成放大器產生標準12導聯心電圖所需的Wilson中央終端（WCT）和Goldberger中央終端（GCT）。ADS129xR版本包含完全集成的呼吸阻抗測量功能。多個 ADS129x 和 ADS129xR 設備可以在高通道數量系統中串聯，采用菊花鏈式配置。

套件選項包括一臺小型8毫米×8毫米64球BGA和TQFP-64。ADS129x BGA版本的商業溫度范圍為0°C至70°C。 ADS129xR BGA和ADS129x TQFP版本的工業溫度范圍為–40°C至+85°C。

特性

• 八臺低噪聲PGA和八臺高分辨率ADC（ADS1298，ADS1298R）
• 低功率：0.75 mW/通道
• 輸入參考噪聲：4 μV PP （150 Hz BW，G = 6）
• 輸入偏置電流：200 pA
• 數據速率：250 SPS 至 32 kSPS
• CMRR：–115 dB
• 可編程增益：1、2、3、4、6、8或12
• 支持符合AAMI EC11、EC13、IEC60601-1、IEC60601-2-27和IEC60601-2-51標準的系統
• 單極或雙極電源：
  • AVDD = 2.7 V 至 5.25 V
  • DVDD = 1.65 V 至 3.6 V
• 內置右腿驅動放大器，引線檢測，Wilson中心端子，配速檢測，測試信號
• 綜合呼吸阻抗測量
• 數字配速檢測能力
• 內置振蕩器和參考
• 兼容SPI?的串行接口

參數

方框圖

ADS129x（ADS1294/1296/1298）與 ADS129xR（ADS1294R/1296R/1298R）是德州儀器（TI）推出的低功耗多通道模數轉換器（ADC），核心優勢為高集成度、低噪聲與醫療專用功能，專為 ECG、EMG、EEG 等生物電位測量設計，符合 AAMI EC11、IEC60601 等醫療標準，xR 系列額外集成呼吸阻抗測量功能。

一、核心產品參數

1. 基礎性能指標

• 通道與分辨率 ：ADS1294 為 4 通道、ADS1296 為 6 通道、ADS1298 為 8 通道；均為 24 位分辨率，支持 250 SPS~32 kSPS 數據率，分高分辨率（HR）與低功耗（LP）兩種模式。
• 動態性能 ：輸入噪聲低至 4 pVpp（150Hz 帶寬，增益 = 6），CMRR 達 - 115 dB，PSRR 達 90 dB，SNR 典型值 112 dBFS，總諧波失真（THD）優于 - 98 dB，抗干擾能力極強。
• 輸入特性 ：可編程增益 1/2/3/4/6/8/12 倍，差分輸入范圍 ±VREF/Gain，輸入偏置電流 200 pA，輸入阻抗 1000 MΩ（無導聯脫落檢測時），適配微弱生物電信號采集。
• 功耗與供電 ：每通道功耗低至 0.75 mW；模擬電源（AVDD）2.75.25 V，數字電源（DVDD）1.653.6 V，支持單極性或雙極性供電。

2. 環境與封裝

• 工作溫度：商用級（0°C 至 70°C）、工業級（-40°C 至 85°C），滿足不同醫療設備場景；
• 封裝形式：64 引腳 NFBGA（8mm×8mm）與 64 引腳 TQFP（10mm×10mm），符合 RoHS 標準，引腳鍍層為 NIPDAU，MSL 等級 3，峰值回流溫度 260°C；
• ESD 防護：人體模型（HBM）±2000 V，充電設備模型（CDM）±500 V，滿足醫療設備電氣安全要求。

二、關鍵功能特性

1. 醫療專用功能

• 導聯脫落檢測：支持直流（上拉 / 下拉電阻、電流源）與交流兩種模式，可監測電極連接狀態，電流幅值 6/12/18/24 nA 可編程；
• 右腿驅動（RLD）放大器：可選擇任意通道組合生成共模反饋信號，穩定患者體表電位，抑制工頻干擾；
• 威爾遜中心終端（WCT）：集成 3 個低噪聲放大器，生成 12 導聯 ECG 所需參考電位，支持 augmented 導聯擴展；
• 起搏檢測：支持硬件（PGA 輸出直接引出）與軟件（32 kSPS 高采樣率）兩種模式，適配起搏器脈沖檢測；
• 呼吸測量（僅 xR 系列）：集成內部調制 / 解調電路，支持 32/64 kHz 調制頻率，阻抗測量范圍可達 10 kΩ，噪聲低至 20 mΩpp。

2. 信號處理與增強

• 內置校準信號：可生成 ±1/±2 mV 測試信號，用于系統自檢與校準；
• 溫度與電源監測：集成片上溫度傳感器，支持模擬 / 數字電源電壓測量，誤差 ±2%；
• 數字濾波器：三階 sinc 濾波器，-3dB 帶寬為 0.262× 數據率， settling 時間 4 個轉換周期，無需外部抗混疊濾波器。

3. 接口與控制

• 通信接口：SPI 兼容串行接口，支持連續讀數據（RDATAC）與單次讀數據（RDATA）模式，可通過菊花鏈（Daisy-Chain）擴展多設備；
• GPIO 功能：4 個通用 I/O 引腳，可配置為輸入 / 輸出，支持呼吸控制、起搏檢測等功能擴展；
• 寄存器配置：豐富的配置寄存器，支持通道獨立功耗控制、增益調節、功能模式切換等。

三、應用與設計要點

1. 典型應用場景

• 醫療儀器：患者監護儀、動態心電圖（Holter）、除顫儀（AED）、腦電雙頻指數（BIS）監測儀、睡眠監測設備；
• 健康設備：便攜式心電監測、遠程醫療終端、可穿戴生物傳感設備。

2. 硬件設計建議

• 供電與去耦 ：模擬電源與數字電源獨立供電，就近放置 0.1 μF 陶瓷電容 + 1~10 μF 鉭電容去耦，VCAP1/VCAP2/VCAP3/VCAP4 引腳需按要求連接旁路電容，穩定內部參考與電荷泵電壓；
• 布局規范：采用獨立接地平面，模擬信號（輸入、參考）與數字信號（SPI、GPIO）分開布線，輸入通道差分對稱走線，遠離時鐘線與功率器件，減少串擾；
• 電極接口：建議采用 RC 濾波 + TVS 管進行防護，導聯線需屏蔽，通過 RLD 電路穩定共模電壓，避免電極偏移導致信號失真。

3. 軟件與配置

• 初始化流程：上電后需等待電源穩定與內部參考喚醒（約 150 ms），通過 RESET 引腳或命令復位寄存器，配置增益、數據率與功能模式；
• 功能配置：導聯脫落檢測需設置 LOFF 寄存器，RLD 功能通過 RLD_SENSP/RLD_SENSN 選擇參與通道，呼吸測量（xR 系列）需配置 RESP 寄存器選擇調制模式與頻率；
• 數據讀取：DRDY 引腳指示數據就緒，支持狀態字（含導聯脫落狀態、GPIO 狀態）與通道數據同步讀取，24 位二進制補碼格式。

四、產品差異與選型適配

• 核心差異：ADS129xR 系列比 ADS129x 多集成呼吸阻抗測量電路（通道 1 復用），支持內部 / 外部調制信號，適配呼吸監測功能；
• 選型建議：
  • 通道數量：4 通道選 ADS1294/1294R，6 通道選 ADS1296/1296R，8 通道選 ADS1298/1298R；
  • 功能需求：需呼吸監測選 xR 系列，僅需生物電位采集選非 xR 系列；
  • 環境溫度：商用場景選 NFBGA 封裝，工業級場景選 TQFP 封裝或 xR 系列 NFBGA 封裝。