24位Σ-Δ ADC簡(jiǎn)化ECG/EKG模擬前端設(shè)計(jì)
4、低通/抗混疊濾波器
低通濾波器用來(lái)抑制高頻干擾,它也作為一個(gè)抗混疊濾波器(即阻止任何大于奈奎斯特或1 / 2采樣頻率的信號(hào),避免產(chǎn)生ADC混疊)。
為了進(jìn)一步降低輸入共模信號(hào),ECG設(shè)計(jì)通常還引入一級(jí)“右腿驅(qū)動(dòng)器”,驅(qū)動(dòng)反相共模信號(hào)返回人體。為了確保病人的安全,通常利用一個(gè)運(yùn)算放大器和一個(gè)限流電阻,確保驅(qū)動(dòng)到人體的是一個(gè)非常微弱的信號(hào)源。這個(gè)屏蔽裝置旨在降低ECG探頭承載信號(hào)的噪聲耦合。
總之,ECG應(yīng)用中的有用信號(hào)小于100mV,考慮到失調(diào)和共模信號(hào),通常將其放大到2V。因此,AFE必須有2V測(cè)量范圍,可以辨識(shí)低于幾百,甚至幾十μV的信號(hào),采樣率在1ksps左右。
正確的ADC可以減少、甚至消除對(duì)AFE的需求
AFE設(shè)計(jì)完成后,能夠滿足實(shí)際應(yīng)用對(duì)分辨率、速率和輸入量程的要求的ADC有許多。但是,仍要優(yōu)先考慮具有高分辨率、高共模抑制比(CMRR)及其它優(yōu)勢(shì)的ADC,以確保ECG的設(shè)計(jì)需求。
MAX11040K同步采樣、Σ-ΔADC本身的性能指標(biāo)即超出了此類應(yīng)用的最低要求,可以取代系統(tǒng)的大部分功能電路,甚至可以省去AFE,提供了一種更可靠、更小封裝、更簡(jiǎn)便的設(shè)計(jì)方案。
MAX11040K具備才應(yīng)用的幾項(xiàng)必備規(guī)格:
輸入量程:±2.2V
差分輸入
110dB共模抑制比(典型值)
24位分辨率:
SNR >110dB
19位無(wú)噪聲范圍
有效分辨率 = 2/219 = 3.8μV
±6V輸入過(guò)壓保護(hù)
四路全差分同步采樣ADC
可級(jí)聯(lián)多達(dá)32個(gè)通道同步采樣
可編程輸出數(shù)據(jù)速率
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評(píng)論