na 2024/11/7 56

MAX30003 Biopotenciál AFE Průvodce: Analýza obvodu, konfigurace pin, datový list a AD8232 Srovnání

Nositelná technologie přetvořila, jak přistupujeme k monitorování zdraví, a hladce spojujeme pohodlí s funkčností klinického stupně.Dominantní k tomuto vývoji je Max30003, sofistikovaný biopotenciální analogový frontend přizpůsobený nositelným a vzdáleným monitorovacím zařízením.Je určen pro energetickou účinnost a přesnost a umožňuje přesné odečty elektrokardiogramu (EKG) a zdravotní poznatky, což z něj činí oblíbenou volbu.V tomto článku jsme se kopali do pokročilých funkcí MAX30003, od nízké spotřeby energie a schopností filtrování hluku po jeho flexibilní design, který podporuje rozmanité aplikace pro monitorování zdraví a zkoumáme, jak přispívá k spolehlivé, nepřetržité péči o pacienty a sledování kondice.

Katalog

Přehled Max30003

The Max30003 je všestranný biopotenciální analogový front-end, ideální pro nositelnou technologii, která se zaměřuje na klinické i fitness aplikace.Navrhuje pro energetickou účinnost a podporuje prodlouženou výdrž baterie a poskytuje spolehlivé srdeční frekvence a monitorování EKG.S jediným biopotenciálním kanálem MAX30003 účinně měří EKG a srdeční frekvenci, což je vhodné pro širokou škálu potřeb monitorování zdravotního stavu.Tato funkce s nízkým výkonem se rozšiřuje do pohotovostního režimu s velmi nízkým výkonem, takže je ideální pro zařízení vyžadující nepřetržité monitorování při dlouhém trvání bez častého dobíjení.

Zařízení zahrnuje ochranu elektrostatického výboje (ESD) a filtrování elektromagnetického rušení (EMI) pro zvýšení spolehlivosti v různých podmínkách.Tato záruky jsou užitečná pro zařízení často vystavená elektrickým narušením, což může jinak ohrozit integritu dat.Řešením těchto problémů Max30003 zajišťuje přesnou odolnost datu a zařízení, základní pro spolehlivé monitorování v klinickém i fitness prostředí.Tato robustní ochrana podporuje konzistentní výkon a splňuje požadavky na dlouhotrvající a spolehlivá nositelná zařízení.

Další funkce, jako je zkreslení interního olova a automatická detekce vodičů, dále zlepšují použitelnost MAX30003.S vysokou vstupní impedancí, nízkým šumem a přizpůsobitelným nastavením zisku je zařízení přizpůsobitelné různým intenzitami signálu, což zajišťuje přesnost napříč aplikacemi.Jeho integrované filtry s nízkým průchodem a vysokými průchody zvyšují čistotu signálu, zatímco ADC s vysokým rozlišením hraje nebezpečnou roli při shromažďování přesných měření, dynamika pro podrobnou analýzu údajů o zdraví.

Konfigurace pin

Číslo kolíku	Název pin	Popis
1, 2, 4, 5, 24, 26	I.C.	Interně připojené.Připojte se k AGND.
3, 8, 28	Agnd	Analogový výkon a referenční půda.Připojte se do Printed Circuit Board Ground Plane.
6	EKGP	Pozitivní vstup EKG
7	ECGN	Negativní vstup EKG
9	Capp	Vstup analogového high-pass filtru.Připojte 1 μf x7r Kondenzátor (CHPF) mezi CAPP a CAPN za vzniku vysokého propustnosti 0,5 Hz v kanál EKG.
10	Capn	Vstup analogového high-pass filtru.Připojte 1 μf x7r Kondenzátor (CHPF) mezi CAPP a CAPN za vzniku vysokého propustnosti 0,5 Hz v kanál EKG.
11	Cpll	Vstup filtru PLL.Připojte 1NF COG CAP mezi CPLL a Agnd.
12	Dgnd	Digitální půda pro ovladače digitálního jádra i I/O. Doporučuje se připojit k rovině AGND.
13	DVDD	Digitální napájecí napětí.Připojte se k AVDD.
14	Fclk	Externí hodiny 32,768 kHz, které ovládají odběr vzorků vnitřní převodníky a decimátor Sigma-Delta.
15	CSB	Vstup aktivního nízkého čipu.Umožňuje sériové rozhraní.
16	SCLK	Vstup sériových hodin.Hodiny údaje dovnitř a ven ze sériového Rozhraní, když je CSB nízká.
17	SDI	Vstup sériových dat.SDI je vzorkován do zařízení na stoupající hrana SCLK, když je CSB nízká.
18	SDO	Výstup sériových dat.SDO změní stav na pádu okraj SCLK, když je CSB nízký.SDO je tříčlenný, když je CSB vysoká.
19	OVDD	Napětí napětí logického rozhraní
20	Int2b	Přerušení 2 výstup.INT2B je výstup status aktivního nízkého. Lze jej použít k přerušení externího zařízení.
21	Intb	Přerušení výstupu.INTB je aktivní výstup nízkého stavu.To lze použít k přerušení externího zařízení.
22	AVDD	Analogové napětí přívodního jádra.Připojte se k DVDD.
23	VREF	Výstup referenční vyrovnávací paměti ADC.Připojte keramiku 10 μf x5R kondenzátor mezi VREF a AGND.
25	VCM	Obecný výstup vyrovnávací paměti.Připojte keramiku 10 μf x5R kondenzátor mezi VCM a AGND.
27	VBG	Výstup šumového filtru bandgap.Připojte keramiku 1,0 μf x7r kondenzátor mezi VBG a AGND.
Ep	-	Odkryté pádlo.Připojte se k AGND.

CAD modely

Symboly

Stopy

3D modely

Funkce

Funkce	Popis
Klinická třída EKG AFE	Převodník dat s vysokým rozlišením s 15,5 bity rozlišení a šum 5 µV P-P
Vylepšený CMRR v reálném světě	Vylepšená schopnost suchého startu s plně diferenciálním Vstupní struktura a CMRR> 100dB
Vysoká vstupní impedance	Vysoká impedance> 500 MΩ pro nízký běžný diferenciální konverze režimu
Minimální útlum signálu	Snižuje ztrátu signálu při vstupu během suchého startu vysoká impedance elektrody
Vysoký rozsah ofsetu DC	± 650 mV (typický při 1,8 V), kompatibilní s různými elektrody
Vysoký rozsah dynamického střídavého proudu	65 MV P-P, zabraňuje přímému nasycení nebo nasycení Elektrodové zásahy
Delší životnost baterie	Spotřebovává pouze 85 µW při 1,1 V napětí
Funkce přerušení vedení	Umožňuje mikrokontroléru zůstat v hlubokém režimu spánku, dokud je detekována platná podmínka olova
Olověný detekovat proud	Nízký proud 0,7 µA (typický)
Vestavěná detekce srdeční frekvence	Detekce na palubě HR s funkcí přerušení, snížení Zpracování zpracování mikrokontroléru
Robustní detekce R-R	Efektivní v prostředí s vysokým pohybem s velmi nízkým výkonem spotřeba
Konfigurovatelné přerušení	Umožňuje probuzení mikrokontroléru na každém srdečním rytmu, Snížení napájení systému
Vysoká přesnost	Umožňuje extrakci více fyziologických údajů
32-slovní vyrovnávací paměť FIFO	Podporuje probuzení mikrokontroléru každých 256 ms s plným Akvizice EKG
Vysokorychlostní rozhraní SPI	Usnadňuje rychlý přenos dat
Nízký proud vypnutí	Spotřebovává pouze 0,5 µA (typické) v režimu vypnutí

Technická specifikace

Zde je tabulka technické specifikace pro integrovanou Maxim Max30003cti+.

Typ	Parametr
Časová doba z továrny	9 týdnů
Typ montáže	Povrchová držák
Balíček / pouzdro	28-WFQFN exponovaná podložka
Povrchová držák	ANO
Počet kolíků	28
Obal	Podnos
Publikováno	2016
JESD-609 kód	E3
Kód PBFree	Ano
Stav dílu	Aktivní
Úroveň citlivosti na vlhkost (MSL)	1 (neomezený)
Počet zakončení	28
Typ	Přední konec EKG
Terminál povrch	Matte Tin (SN)
Maximální provozní teplota	70 ° C.
Min provozní teplota	0 ° C.
Aplikace	Sledování srdeční frekvence
HTS kód	8542.39.00.01
Poloha terminálu	Quad
Terminální forma	Žádný náskok
Vrcholová reflow teplota (CEL)	260
Počet funkcí	1
Napětí	1,8V
Terminální výška	0,5 mm
Time@Peak Refrow teplota-max (s)	Není uvedeno
Číslo základní dílu	Max30003
Teplotní stupeň	KOMERČNÍ
Maximální napájecí napětí	2v
Min napájecí napětí	1,2V
Délka	5 mm
Výška sezení (max)	0,8 mm
Šířka	5 mm
Dosáhnout SVHC	Ne SVHC
Stav ROHS	Rohs3 vyhovující

Díly pro srovnání

Číslo dílu	Výrobce	Balíček / pouzdro	Počet kolíků	Min napájecí napětí	Napětí	Maximální napájecí napětí	Stav ROHS	Typ montáže	Vrcholová reflow teplota
Max30003cti+	Maxim integrovaný	28-WFQFN exponovaná podložka	28	1,2 v	1,8 v	2 v	Rohs3 vyhovující	Povrchová držák	260
TLV320AIC23BIPWR	Texas Instruments	28-WFQFN exponovaná podložka	28	1,5 v	3,3 v	3,6 v	Rohs3 vyhovující	Povrchová držák	260
TLV320AIC23BIRHD	Texas Instruments	28-TSSSOP (0,173, 4,4 mm)	28	1,42 v	-	3,6 v	Rohs3 vyhovující	Povrchová držák	260
SSM2603CPZ-Reel7	Analog Devices Inc.	28-VFQFN exponovaná podložka	28	1,42 v	-	3,6 v	Rohs3 vyhovující	Povrchová držák	260
TLV320AIC23BRHDR	Texas Instruments	28-VFQFN exponovaná podložka	28	1,42 v	-	3,6 v	Rohs3 vyhovující	Povrchová držák	260

Schéma funkčního bloku

Integrace obvodů Max30003

V systémech EKG se elektrody připojily k detekování potenciálních rozdílů kůže pocházejících z jemné elektrické aktivity srdce.Max30003 využívá vyhrazený biopotenciální kanál pro zachycení těchto signálů.Prostřednictvím strategické integrace četných jednotek MAX30003 v paralelně lze vytvořit konfigurace s více vedoucími, jako jsou ty ve 3-vedoucím Holterově monitoru.Obvykle toto uspořádání vyžaduje použití dvou jednotek a využívá zpracování signálu k odvození třetího vedení.

3-hlavní holter monitor s max30003

Max30003 je adept na podporu architektury 3-vedoucího Holterova monitoru.Wilson Central Terminal (WCT) je klíčovou součástí v tomto návrhu, průměrující potenciály ze tří strategicky umístěných elektrod a napomáhající minimalizaci šumu.Zařízení je navrženo tak, aby adeptivně řídilo rušení z běžných zdrojů, jako jsou elektrické linie, což zajišťuje extrakci nedotčeného signálu bez šumu.

V aplikacích může promyšleně architektovaný 3-vedoucí systém s přesným umístěním elektrody podstatně zvýšit diagnostický proces tím, že nabídne širší pohled na srdeční dynamiku.Výzkum ukazuje, že robustní konfigurace 3-vedoucího poskytuje spolehlivé nepřetržité monitorování.Takový systém je výhodný pro včasnou detekci arytmií.

Hluk a rušení běžného režimu

Kvalita signálu EKG je často zpochybňována vnějším šumem, pramenící z rušení linky, artefakty souvisejícími s pohybem a svalovými kontrakcemi.Max30003 integruje špičkové metodiky filtrování, aby se potýkali s těmito poruchami.Jeho vysoký poměr odmítnutí běžného režimu (CMRR) a pokročilé diferenciální vstupní obvody významně omezují šum běžného režimu, čímž zvyšují integritu signálu.Využití další elektrody pro aktivní zrušení šumu dále čistí zachycený signál.

Zkušenosti zdůrazňují, že udržování konzistentní kvality signálu velmi těží z umisťování a dodržování strategických elektrod a dodržování doporučených postupů, jako je zajištění pevného kontaktu mezi elektrodami a pokožkou a poradenství relativního klidu během záznamů EKG.Tato opatření jsou účinná při snižování zkreslení a artefaktů.

Management tělesného potenciálu

V přenosných konfiguracích EKG je k dosažení přesných hodnot efektivní řízení tělesného potenciálu.Max30003 přijímá vyhrazenou elektrodu pravé nohy (RL) pro stabilizaci tělesného potenciálu, zabránění elektrickému driftu a zajištění, aby zesilovače fungovaly v jejich optimálním rozsahu.V konfiguracích postrádajících elektrodu RL může být správa tělesného potenciálu usnadněna pomocí programovatelných rezistorů předpětí olova.

Efektivní řízení tělesného potenciálu může výrazně ovlivnit přesnost měření.Začlenění smyček zpětné vazby a vkládání adaptivních algoritmů pro dynamické řízení tělesného potenciálu je životaschopným přístupem k získání přesnějších a konzistentnějších hodnot, zejména v různých fyziologických a environmentálních prostředích.

Typické schéma aplikace

Obvod použití

Porovnání specifikací Max30003 a AD8232

Atribut	Max30003	AD8232
Číslo základního produktu	Max30003	AD8232
Kategorie	Integrované obvody (ICS) specializované ICS	Vývojové desky, soupravy, hodnocení programátorů a Demonstrační desky a soupravy
Výrobce	Maxim integrovaný	Analog Devices Inc.
Série	-	-
Balík	Podnos	Krabice
Stav dílu	Aktivní	Aktivní
Typ	Přední konec EKG	Rozhraní

Populární použití pro senzor EKG Max30003

MAX30003 je vhodný hlavně pro různé aplikace, zejména při monitorování zdraví, sledování fitness a biologické autentizace.Zkoumání těchto domén zdůrazňuje jejich hmatatelný dopad a výhody v každodenním používání.

Snape-vedoucí události monitorují pro pozorování arytmie

Ve světě pozorování arytmií se zařízení s čipem Max30003 vynikají jejich schopností detekovat a monitorovat nepravidelné srdeční rytmy.Se schopností včas a přesně identifikovat anomálie jsou tyto monitory dynamickým nástrojem pro včasnou lékařskou reakci.Řada moderních zdravotnických zařízení zahrnuje monitory událostí pro kontinuální sledování srdečního rytmu.Používají sofistikované algoritmy k rozpoznání drobných nesrovnalostí z závažnějších podmínek, čímž posílí péči o pacienta.

Bezdrátové náplasti pro dálkové monitorování pacientů

Příchod bezdrátových záplat zahrnujících MAX30003 transformuje vzdálený dohled pacienta.Tato zařízení umožňují nepřetržité sdílení dat EKG a zmocňují vás k dohled nad srdečním zdravím vzdáleně.Tato technologie se pro vás ukáže jako výhodná a nabízí pohodlí snížených návštěv v nemocnici.Spolehlivost a přesnost těchto záplat zajišťuje, že rozhodnutí o zdravotní péči budou prováděna okamžitě as vhledem.

Fitness sledovače srdeční frekvence monitorují v hrudních pásmech

Ve fitness kruzích jsou hrudní pásy s monitory srdeční frekvence, které zahrnují MAX30003, značně využívány.Tyto nástroje poskytují přesné metriky srdeční frekvence, pomáhají sportovcům a fitness oddaným při zdokonalování jejich tréninkových strategií.Interpretací biometrických údajů mohou jednotlivci přizpůsobit svá cvičení k dosažení cílených zón srdeční frekvence, čímž se zvýší účinnost a bezpečnost jejich tréninku.Užitečnost a úspěch těchto monitorů jsou dobře zavedeny v různých fitness prostředích.

Ověření založené na EKG v bioauthentizačních systémech

Systémy Bio-Authentication využívající ověření založené na EKG nabízejí špičkovou aplikaci MAX30003.Tím, že tyto systémy využívají výrazné elektrické signály srdce člověka, poskytují robustní a důvěryhodnou formu ověření identity.Tato metoda získává trakci v oblastech s vysokou bezpečností, kde mohou konvenční systémy selhat.Individualizovaná povaha vzorců EKG zajišťuje impozantní bariéru proti neoprávněnému přístupu a dramaticky posiluje bezpečnostní protokoly.

Přehled výrobce

Maxim Integrated, nyní součástí analogových zařízení, hraje značnou roli předního poskytovatele analogových a smíšených signálních IC.Tato integrace umístí společnost, aby využila rozsáhlé znalosti v oboru a umožnila rozvoj sofistikovaných a průkopnických řešení.Jejich inovace jsou zakořeněny v hlubokém porozumění technologickému vývoji a vašim potřebám, řídí se směsí odborných znalostí a intuicí na trhu.

V rámci automobilové sféry Maxim vytváří řešení, která zvyšují dynamiku vozidla, posílí bezpečnostní opatření a zvyšují interakce řidiče.Jejich IC pro správu energie jsou klíčové při optimalizaci využití energie, což zajišťuje spolehlivost i uprostřed náročného prostředí.Maxim aktivně přispívá k budoucnosti technologie řízení aktivně přirovnáváním pokročilého inženýrství s přesným porozuměním požadavků na automobily.

DataSheet PDF

TLV320AIC23BIPWR Datasheets:

TLV320AIC23B.PDF

TLV320AIC23BIRHD Datasheets:

TLV320AIC23B.PDF

SSM2603CPZ-Reel7 Datasheets:

SSM2603.pdf

TLV320AIC23BRHDR Datasheets:

TLV320AIC23B.PDF