ADAS1000系列：低功耗五電極心電圖模擬前端的卓越之選

在醫療電子領域，心電圖（ECG）監測設備的性能至關重要。ADAS1000/ADAS1000 - 1/ADAS1000 - 2作為低功耗五電極心電圖模擬前端，為醫療設備設計帶來了諸多優勢。下面我們就來深入了解一下這一系列產品。

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產品特性亮點

信號處理與輸出

ADAS1000系列能夠將生物電位信號輸入并轉換為數字化信號輸出，具備5個采集（ECG）通道和一個驅動導聯。還支持并行IC，可實現多達10個以上電極的測量，通過主ADAS1000或ADAS1000 - 1與從ADAS1000 - 2配合使用，滿足不同的應用需求。

功能檢測

具備AC和DC導聯脫落檢測功能，可以及時發現電極與患者接觸不良的情況。同時，支持內部起搏檢測算法，可在3個導聯上進行檢測，并且允許用戶使用自己的起搏算法。此外，還能進行胸腔阻抗測量，有內部和外部路徑可選。

性能優勢

具有可選的參考導聯，可實現可擴展的噪聲與功率控制以及多種掉電模式。功耗較低，1個導聯時為11 mW，3個導聯時為15 mW，所有電極啟用時為21 mW。支持多種標準，如AAMI EC11:1991/(R)2001/(R)2007、AAMI EC38 R2007等，保證了產品在醫療應用中的合規性。具備快速過載恢復能力，提供低或高速數據輸出速率，并且采用了與SPI - /QSPI? - /DSP兼容的串行接口。

封裝形式

提供56引腳LFCSP封裝（9 mm × 9 mm）和64引腳LQFP封裝（10 mm × 10 mm）兩種選擇，適用于不同的設計需求。

工作原理與結構

整體功能

ADAS1000系列能夠測量心電圖信號、胸腔阻抗、起搏偽像以及導聯連接/脫落狀態，并以數據幀的形式輸出這些信息，可提供導聯/向量或電極數據，數據速率可編程。其低功耗和小尺寸的特點使其適用于便攜式、電池供電的應用，同時高性能也使其能夠滿足高端診斷設備的需求。

不同型號特點

ADAS1000是功能齊全的5通道ECG，包括呼吸和起搏檢測功能；ADAS1000 - 1僅提供ECG通道，沒有呼吸和起搏功能；ADAS1000 - 2是主設備的子集，僅啟用ECG通道，沒有呼吸、起搏或右腿驅動功能。

設計優勢

該系列產品旨在簡化ECG信號的采集和質量保證任務，為生物電位應用提供低功耗、小型的數據采集系統。輔助功能還包括多通道平均驅動導聯、可選參考驅動、快速過載恢復、靈活的呼吸電路（僅ADAS1000型號）、內部起搏檢測算法以及AC或DC導聯脫落檢測等。

應用場景廣泛

醫療監測

可用于ECG監測和診斷，在床邊患者監測、便攜式遙測、動態心電圖監測（Holter）、自動體外除顫器（AED）、心臟除顫器、動態監測儀、起搏器編程器、患者轉運以及壓力測試等方面發揮重要作用。

多電極系統

在5導聯系統中，可直接通過串行接口提供I、II、III導聯數據或電極數據。通過將一個ADAS1000或ADAS1000 - 1設備與一個ADAS1000 - 2從設備組合使用，可實現12導聯（10電極）系統。

關鍵技術解析

導聯配置

輸入級可通過多種方式配置，如模擬導聯模式、數字導聯模式、單端輸入電極模式、公共電極A和公共電極B配置等，為不同應用提供了最大的靈活性。

導聯脫落檢測

支持AC和DC兩種導聯脫落檢測方法，當發生導聯脫落事件時，會在幀頭字中設置標志。DC導聯脫落檢測通過向每個輸入電極注入小的可編程直流電流來檢測，而AC導聯脫落檢測則通過注入交流電流并測量電壓幅度來實現。

呼吸測量（僅ADAS1000型號）

通過向兩個電極驅動高頻（可編程46.5 kHz至64 kHz）差分電流來進行呼吸測量，可在一個導聯（I、II或III導聯）或外部路徑上進行測量。還可使用內部或外部電容來提高測量分辨率。

起搏偽像檢測（僅ADAS1000型號）

能夠驗證潛在的起搏偽像，并測量有效脈沖的寬度和幅度。使用狀態機對128 kHz 16位數據進行數字檢測，可檢測寬度為100 μs至2 ms、幅度小于400 μV至大于1000 mV的起搏偽像。

接口與配置

串行接口

通過標準串行接口進行控制，支持SPI兼容接口，SCLK頻率最高可達40 MHz。ADAS1000/ADAS1000 - 1還提供可選的輔助串行接口，可提供128 kHz數據速率的ECG數據，用于用戶自己的數字起搏檢測算法。

寄存器配置

通過多個寄存器對設備進行配置，如ECGCTL寄存器用于控制ECG通道的啟用、增益設置、時鐘源選擇等；LOFFCTL寄存器用于控制導聯脫落檢測；RESPCTL寄存器用于控制呼吸測量等。

設計注意事項

電源與接地

需要在每個電源引腳附近提供充足的電源去耦電容，如0.1 μF電容，同時在AVDD和IOVDD電源域各放置一個4.7 μF電容。ADCVDD和DVDD電源域各需要一個2.2 μF電容，且要注意其放置位置。

布局建議

為了最大化共模抑制比（CMRR）性能，要注意每個通道的ECG路徑布局，確保所有通道相同以減少路徑間的電容差異。同時，要將去耦電容盡可能靠近設備放置，優先保證VREF去耦。

總結

ADAS1000系列產品以其豐富的功能、低功耗、高性能以及靈活的配置，為醫療ECG監測設備的設計提供了優秀的解決方案。無論是在便攜式設備還是高端診斷設備中，都能發揮重要作用。電子工程師在設計相關醫療設備時，可以充分利用這些特性，開發出更加優秀的產品。你在使用ADAS1000系列產品時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區分享你的經驗和見解。