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基于微功耗IC设计功能更齐全心率监护仪(HRM)(二)

2020.10.26
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王辉

致力于为分析测试行业奉献终身

  在主信号链中,微功耗仪表放大器后接一个积分器反馈网 络,利用4.7 μF电容和100 kΩ电阻实现,用以设置高通滤波 器的?3 dB截止频率。它抑制电极的半电池超电势可能产生 的差分直流失调。微功耗运算放大器提供13倍的额外增益 以便放大弱信号。一个有源二阶低通贝塞尔滤波器消除约 50 Hz以上的信号。

  由于电路采用电池供电,因此将电路的基准电压连接到病 人时,就能用作基准电压,从而提高共模抑制性能。这对 于测量ECG信号很重要。注意,有些机器是从踩踏板获得 电源,因此不使用隔离。

  基准电压

  本设计假设ECG信号范围为0.2 mV至2 mV。为防止信号被 箝位并使ADC的动态范围最大(0 V至1.25 V),设计中增加 0.625 V偏置。如图2所示,电阻分压器和缓冲器产生0.625 V 基准电压,它也用于偏置ECG信号(见图1)。

 

    图2. 电阻分压器和缓冲器产生0.625 V基准电压

  导联脱落检测

  如果电极接触不良,HRM应提供警示信号。当电极脱离病 人时,这些电阻与微功耗仪表放大器输入端的两个20 MΩ 电阻(见图1)一起使输入发生偏移。正常工作时,微功耗仪 表放大器的输出是基准电压;如果一个电极脱落,输出将 变为0 V。图3所示为导联脱落检测电路,微功耗仪表放大 器的输出端连接到检测电路的输入端。

  

  图3. 仪表放大器输出连接至导联脱落检测电路的输入端


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