低成本、低功耗、小尺寸心率監護儀功能模塊

　　摘要：ADI的AD8232，可用于低功耗、小尺寸、高性?xún)r(jià)比的單導聯(lián)心率監護儀，實(shí)現便攜化、微型化。

　　圖1所示是世界首款超級便攜的掌上超聲系統，您可以輕松地裝入衣服口袋隨身攜帶。這款由澳大利亞Signostics公司開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品采用了ADI公司的傳感技術(shù)、數據轉換器技術(shù)以及信號調理技術(shù)，有效地將傳統超聲設備的功能“壓縮”到可輕松掌握的超小尺寸。

　　ADI公司日前推出了低功耗、小尺寸、超高性?xún)r(jià)比的單導聯(lián)心率監護儀模擬前端AD8232，該芯片將在心率監護儀市場(chǎng)扮演便攜化、微型化的重要推手角色?！　?/p>

　　心率監護儀快速成長(cháng)

　　心率監護儀作為重要、常規的醫療保健手段，正在變得越來(lái)越便利、普及。傳統的心率監護功能除了應用在診斷級的心電監護設備外，還廣泛應用在包括跑步機、按摩椅在內的各種運動(dòng)保健器材上，通過(guò)實(shí)時(shí)監測使用者的心率為用戶(hù)提供參考生理指標。而今天，隨著(zhù)心率監測電子技術(shù)的進(jìn)步，心率監測功能已經(jīng)廣泛出現在佩戴式健身設備、遠程健康監護終端、智能電話(huà)、GPS、游戲外設、汽車(chē)等多種電子、機械設備上，甚至作為便攜式終端產(chǎn)品的一個(gè)標準外設配置產(chǎn)品。

　　這些創(chuàng )新應用正在對心率監護技術(shù)提出挑戰。例如，穿戴式心率監護儀通常采用紐扣式電池供電，對低功耗、小尺寸要求極高，智能手機以及GPS等便攜式設備內置/外置心率監護儀同樣必須具備低功耗及小尺寸特性。此類(lèi)心率監護儀應用已經(jīng)跨入了消費及娛樂(lè )電子產(chǎn)品領(lǐng)域，與傳統的醫療設備提供商具備較強的開(kāi)發(fā)能力不同，這些廠(chǎng)商通常并不具備強大的研發(fā)能力，特別是缺乏醫療設備的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗，相應的應用方案必須簡(jiǎn)單易用，同時(shí)消費及娛樂(lè )電子設備日益競爭激烈的市場(chǎng)不允許太高的成本預算，設計方案必須具有高性?xún)r(jià)比。這些都對傳統的心率監護儀設計方案提出了挑戰。

　　單導聯(lián)模擬前端解決設計挑戰

　　AD8232結合了ADI在心電監護應用中領(lǐng)先的信號調理技術(shù)經(jīng)驗，針對單導聯(lián)心率監護市場(chǎng)推出了解決方案。作為一款低功耗、單導聯(lián)、心率監護儀模擬前端芯片，與競爭方案相比，AD8232的尺寸縮小50%，功耗降低多達20%，并集成了諸如導聯(lián)脫落檢測、快速恢復等多種關(guān)鍵特性。憑借AD8232在功耗、尺寸和集成度方面的優(yōu)勢，設計工程師能夠輕松開(kāi)發(fā)用于重癥監護之外的心率監護儀設備。

　　設計更簡(jiǎn)單

　　AD8232集成了儀表放大器、增益放大器、基準電壓緩沖、驅動(dòng)導聯(lián)前端基準緩沖、右腿驅動(dòng)電路、關(guān)斷功能，以及用戶(hù)可選的(交流或直流)導聯(lián)脫落檢測電路(監控到電極與病人或用戶(hù)斷開(kāi)連接時(shí)，會(huì )向系統發(fā)出報警信號)。AD8232解決了從電極到處理器之間的很多問(wèn)題，整個(gè)外圍電路簡(jiǎn)單，只需要幾個(gè)電阻電容器件即可完成前端電路設計，利用ADI提供的計算公式就可以輕松恰當設置這些電阻電容的參數值。單芯片的模擬信號鏈前端芯片大大簡(jiǎn)化了系統設計，縮短產(chǎn)品上市時(shí)間，并提高最終用戶(hù)的使用體驗?！　?/p>

　　此外，AD8232還集成了創(chuàng )新的快速恢復模式，當用戶(hù)在運動(dòng)或其他活動(dòng)過(guò)程中暫時(shí)斷開(kāi)電極連接，當電極重連后，AD8232可以快速自動(dòng)恢復心電信號，輸出穩定結果的時(shí)間比不具備此功能的方案相比時(shí)間大大縮短，從而顯著(zhù)改善最終用戶(hù)體驗。

　　AD8232采用雙極點(diǎn)高通濾波器來(lái)消除運動(dòng)偽像和電極半電池電位。該濾波器與儀表放大器結構緊密耦合，在單級別、節約空間和成本的情況下實(shí)現了較大增益以及高通濾波。此外，該芯片還采用一個(gè)運算放大器結構的電路來(lái)創(chuàng )建一個(gè)三極低通濾波器，消除了線(xiàn)路噪聲和其他干擾信號。用戶(hù)可以通過(guò)選擇所有濾波器的截止頻率來(lái)滿(mǎn)足不同類(lèi)型應用的需要?；贏(yíng)D8232可實(shí)現高共模抑制能力(80 dB)，低輸入噪聲(20μV pp，從0.5至40 Hz)。

　　這種級別的非診斷監護需要考慮到一系列獨特設計因素，AD8232為制造商提供一種分割合理、平衡的信號處理架構，設計和調試更簡(jiǎn)單、可靠且精確。單芯片的模擬信號鏈前端芯片大大簡(jiǎn)化了系統設計，縮短產(chǎn)品上市時(shí)間，并提高最終用戶(hù)的使用體驗。

　　心率監測將成為很多產(chǎn)品的新賣(mài)點(diǎn)

　　目前，國內超過(guò)20家的電子產(chǎn)品企業(yè)正在對AD8232進(jìn)行應用評估和使用?？梢灶A見(jiàn)，基于A(yíng)D8232實(shí)現的低成本高性能心率監測儀將在很多產(chǎn)品中出現，也將以較低的成本為這些應用增加新的賣(mài)點(diǎn)。