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优化便携式动态心电监护仪的设计标准


为保障病人的舒适性和隐私,提供单导联心电图的动态心电监护仪必须轻便、小巧。无线动态心电监护仪配有存储卡,可以通过手机或基于LAN线路的基站传输数据。信息数据在预定时间上传到医师办公室或医院读取,无需拆下监护仪或安置电极。除性能、可靠性、低功耗和成本等考虑因素外,无线动态ECG监护仪还必须支持专用遥测频段。
 

  • 解决方案

交流耦合和直流耦合设计方法各有千秋,具体选择哪一种设计方法,一般是基于个人偏好。不过,确定设计方法时,会考虑功耗、尺寸和精度等因素的优先顺序来做出决定。
 
交流耦合设计方法
若要维持电池寿命和性能,同时缩减整体系统尺寸,通常采用交流耦合方法。这种方法无需在软件中设置复杂的高通 极点。
AD8295是一款单芯片放大器前端,集成了信号采集、抗混叠滤波器和右腿驱动电路。这种高度集成的解决方案采用4 mm×4 mm 芯片级单封装,其中整合一个精密仪表放大器、两个非专用运算放大器和两个精密调整的匹配电阻,电路板空间比竞争方案 少50%。在G = 1、频率最高为8 kHz时,该器件所有等级产品均提供80 dB的共模抑制。片上仪表放大器为增益可编程式,使用单电阻设置增益(范围为1至1000),最大增益 漂移(B级)为1 ppm/°C,1kHz时最大输入电 压噪声为8 nV/√Hz,输入噪声为0.25μV峰峰值(0.1 Hz至10 Hz)。由于存在驱动腿, 因而 无需60 Hz陷波滤波器。
 


 
直流耦合设计方法
如果设计要求保留从DC至0.05 Hz以下的信息(表示存在不良连接),则直流耦合设计方法可能比交流耦合方法更合适。此外,由于无需交流耦合电容,因此设备的物理尺寸可能比交流耦合设计要小。
AD8235是业界尺寸最小、功耗最低的仪表放大器。它具有轨到轨输入输出,可以采用低至1.8V的电源供电。它比铅笔尖还小,最大电源电流为40μA,关断电流为6nA,非常适合高功效、便携式、轻型医疗设备和消费保健产品使用,包括ECG监护仪。AD8235提供10pA的低输入偏置电流和100dB的高共模抑制比(CMRR,G=100)。此性能对于紧凑型、可穿戴式家用医疗器件很重要,可以改善病人舒适性,同时使医生能够持续、可靠地监护病人。为简化制造过程,它采用1.6mm×2.0mm、卷盘式标准凸点裸片封装。