基于微功耗IC设计功能更齐全心率监护仪(HRM).doc
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1、基于微功耗IC设计功能更齐全心率监护仪(HRM)运用多种最新微功耗、高精度IC芯片,可以设计出一款功能更加齐全的低功耗心率监护仪(HRM)。本文旨在讨论这些芯片和功能。设计便携式心率监护仪时的严格要求足以令任何人头疼不已。首先,心脏监护仪必须符合最高安全性、可靠性和精度标准。设计师还必须应对纽扣电池有限的电量。一方面,要满足市场对更多功能的需求,另一方面,又不能增大空间、功率或成本,令人头疼的问题接踵而来。幸运的是,解决办法是存在的。运用多种最新微功耗、高精度IC芯片,可以设计出一款功能更加齐全的低功耗心率 监护仪(HRM)。低功耗IC最重要的功能是延长HRM所用电池的寿命,HRM 用于实时测
2、量病人的心率,或者把心率记录下来供以后研 究使用。便携式HRM需要依靠电池长时间工作,因此,需要功耗低。数十年以来,动态心电监护仪和其他便携式 ECG系统一直采用低电压电池供电,以确保安全。心脏病 病人或敏感设备最不需要的是突然涌现的热线电压。 微功耗IC采用低电压和电流工作,因此能节省电池电量。HRM的模拟前端HRM的主要目的是计算心率和显示ECG波形,同时还应提 供导联脱落检测功能。图1显示了HRM设计的框图。模拟 前端利用下列器件构建:微功耗仪表放大器、运算放大器 以及一个内置12位ADC、采样保持放大器和数字处理器的 微型转换器。处理后的数据送往PC进行显示。图1. 微功耗仪表放大器构
3、成出色的心率监护仪输入放大器微功耗仪表放大器构成出色的输入放大器, 其低功耗、小 尺寸、整个频率范围内的高共模抑制比(CMMR)、轨到轨 输入和输出等特性非常适合这种电池供电型应用。高性能 微功耗仪表放大器可解决许多常见的人体皮肤电位(范围为 0.2 mV至2 mV)测量难题。对于这种应用,最佳仪表放大器 应当具有高CMMR以便抑制共模信号,例如手术室设备的 线路噪声或高频EMI等。轨到轨输出特性提供宽动态范围, 支持比典型仪表放大器更高的增益。此外,设计人员应当 利用微功耗仪表放大器来实现自然RC滤波器;当放大器之 前使用串联输入电阻时,该RC滤波器可以降低高频噪声。在主信号链中,微功耗仪表
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