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解析微功耗IC延長監護儀電池壽命辦法

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2021年07月22日  

許多因素決定了患者監護裝置要低電壓、低功耗運行,因此要低功耗、高精度的集成電路裝置。一個因素是電池的持續使用:電池已經在動態心電圖監視器和其他便攜式心電圖系統中使用了幾十年。作為唯一的電源,低壓電池保證了病人(和設備)在發生故障時不會接觸到高功率電壓,所以必須使用低功率IC來延長電池壽命。


心率監測器(HRM)


人力資源管理是一種個人監控設備,患者可以使用它來實時測量心率或記錄心率以供以后研究。HRM的重要功能是計算心率,顯示心電圖波形,并供應脫鉛檢測。人力資源管理通常是便攜式和電池供電,所以功耗必須低。


在本文提出的設計中,HRM模擬前端采用了微功率儀表放大器、運算放大器、12位ADC的微轉換器、采樣放大器和數字處理器。處理后的數據被發送到PC機進行顯示。


HRM仿真前端


微功率儀器放大器構成了優秀的HRM輸入放大器,其具有功率小、體積小、頻率范圍內共模抑制比(CMMR)高、軌對軌輸入輸出等特點,非常適合于這類應用。皮膚電位范圍為0.2mV~2mV。高性能微功率放大器可以解決人體皮膚電位測量的許多常見問題。有關這樣的應用,最好的儀器放大器應該有一個高的CMMR來抑制共模信號,例如手術室設備中的線路噪聲或高頻EMI。它還應該有一個軌對軌輸出特性,以供應一個廣泛的動態范圍,從而供應更高的增益,這是難以實現的典型儀器放大器。此外,當串聯輸入電阻用于微功率計放大器之前(例如ADI的AD8236),設計者應該配置一個RC濾波器來減少高頻噪聲。


微功率計放大器連接到積分器反饋網絡。網絡使用4.7kuF100電阻,電容和建立高通濾波器的截止頻率-3db。它可以抑制由電極的半電池超電位出現的任何差動直流遷移。


微功率運算放大器為微弱信號的放大供應了13倍的額外增益。有源二階低通貝塞爾濾波器用于消除約50Hz以上的信號。


由于電路是電池供電的,將電路的參考電壓連接到患者身上可以使患者作為參考,從而提高共模抑制性能。這對測量人體出現的心電信號很重要。請注意,有些機器的動力來自踏板,因此不使用隔離。


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