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ADS1299:多路低噪音EEG模拟前端解决方案

2013-02-21
作者:世界电子元器件
关键词: PGA EEG 模拟前端 ADS1299

TI公司的ADS1299是8路低噪音同时取样的24位delta-sigma ADC,并内置了可编程增益放大器(PGA),基准电压和振荡器,集成了脑电图(EEG)所需的通用特性。器件具有非常低的输入参考噪音1.0μVPP (70Hz BW)。每路的功耗5mW,输入偏置电流300pA,数据速率250sps~16ksps,C1.0μVPP (70Hz BW),CMMR为-110dB,可编程增益为1、2、4、6、8、12或24,单极或双极电源工作。主要用在医疗仪器如EEG和ECG、听觉诱发电位(EAP)脑电双频谱指数(BIS)、睡眠研究监测等高精度多路信号采集。

TI公司的ADS1299是8路低噪音同时取样的24位delta-sigma ADC,并内置了可编程增益放大器(PGA),基准电压和振荡器,集成了脑电图(EEG)所需的通用特性.

凭借其高水平的集成度和优异的性能,ADS1299支持23个可升级医疗仪器系统的创建,显着地减小了尺寸、电耗和整体成本。
ADS1299功能框图
图1 ADS1299功能框图

ADS1299每个通道具有一个灵活的输入多路转换器,可以独立地连接到内部产生的信号,用于测试温度和引线断开检测。此外,可以选择任何配置的输入通道,用于病人的偏置输出信号推导。 ADS1299的数据传输率为250sps~16ksps,可以进行内部设备引线断开检测,无论是外部上拉或下拉电阻或励磁电流的漏或源。在多通道系统,多个ADS1299器件可以级联。ADS1299为TQFP-64封装(-40℃到+85℃)。

ADS1299主要特性

• 8个低噪声PGA和8个高分辨率同步采样ADC

•极低的输入参考噪声:1.0μVPP(70Hz BW)

•低功率:5mW/通道

•输入偏置电流:300 pA

•数据速率:250sps~16ksps

•共模抑制比(CMRR):-110dB

•可编程增益:1,2,4,6,8,12,24

•单极性或双极电源

- 模拟:4.75V~5.25V

- 数字:1.8V~3.6V

•内置偏压驱动放大器、引线断开检测、测试信号

•内置振荡器

•内部或外部参考电压

•灵活的省电,待机模式

•引脚兼容的ADS1298IPAG

• SPI兼容的串行接口

•工作温度范围:-40℃~+85℃ADS1299应用

•医疗器械(心电图和脑电图)

- 脑电图、脑电双频指数(BIS)、音频诱发电位(EAP)、睡眠研究的显示器

•高精确度,同时有多通道信号采集

演示板ADS1299EEG-FE

脑电图(EEG)前端性能演示板ADS1299EEG-FE描述了ADS1299EEG-FE的特点、操作和使用。EVM是一个ADS1299评估模块,一个8通道、24位、低功耗、集成的模拟前端(AFE),适于脑电图(EEG)的应用。 ADS1299ECG-FE用于原型设计和评估。本用户指南包括完整的电路描述、原理图、材料清单。

ADS1299EEG-FE用于评估ADS1299的低功耗,低噪音24位,同时采样,八通道前端EEG应用。数字SPI控制接口由MMB0模块化EVM主板(D或更高版本)提供,连接的到ADS1299EEG FE评估板(修订版A)。ADS1299EEG-FE不是 EEG应用的参考设计,目的是为了加快评估和系统开发。ADS1299的输出是一个原始的,未经过滤的EEG信号。

MMB0主板可以使ADS1299EEG-FE(通过一个USB端口)连接到计算机。手册介绍了如何使用MMB0的ADS1299EEG-FE的部分,但不提供MMB0本身的技术细节。

多个ADS1299器件配置图
图2 多个ADS1299器件配置图
ADS1299 EEG-FE前端框图
图3 ADS1299 EEG-FE前端框图

ADS1299EEG-FE特性

硬件特性:

•可配置为双极性或单极性电源供电

•可通过跳线配置内部和外部时钟参考

•可配置为直流耦合输入

•外部偏置电极驱动

•所有通道的负端提供一个共同的参考选项。

•可以选择任何电极为参比电极

•可选择任何电极作为偏置电极

•外部屏蔽驱动放大器软件特性:

•分析工具,包括一个虚拟示波器、直方图、FFT

•数据导出的原始脑电图数据的后处理

ADS1299EEG-FE包括:

• ADS1299EEG FE印刷电路板 (PCB)、修订版A

• MMB0(模块化EVM主板,D版或更高)

•通用AC到DC墙式适配器,120V~240V AC到DC+6 V
 


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