关于ADS1292测心率心电的一些学习总结

什么是心电信号，采集原理是什么？

在医疗领域常常使用的心电图仪并不是很复杂的仪器。其原理跟示波器非常相似，只不过，心电图仪测量的是低频小信号。

心电信号（也叫ECG信号）的幅值一般在0.05mV4mV之间，要求分辨力至少为0.1mV，其频率在0.05100Hz之间，主要的频率成份集中在5~20Hz之间。

一般的示波器垂直刻度最小为10mV/div，分辨力约为0.4mV。其次，把探头接在左右手，在示波器上只会观察到50Hz的工频干扰。所以，示波器并不适合测量心电信号。

制作心电图仪，可以使用多级放大，再配合低精度的ADC来达到采样的要求。但是这种方案比较烦琐，而且使用的元器件太多，不利于产品的小型化。

ADS1292（医用级ADC芯片）原理图

IN1P/IN1N IN2P/IN2N 这是两对模拟输入，这里用的是差分输入以减小共模干扰，在它们输入到MUX之前，还经过了EMI滤波器。

RESP_MODP/IN3P RESP_MODN/IN3N 这一对引脚有两个功能：第一是作为呼吸的激励信号（模拟输出）；第二个作用是辅助的模拟差分输入，可以被MUX复用到任何一路PGA上。

什么是PGA? 问得好，PGA是“可编程增益放大器” ，可以作为前端减小高速ADC的噪声，其原理如下：使用PGA提供的高增益下，信噪比提升，这样就总的降低了噪声。

AVSS模拟地，上面的AVDD是模拟电源。

然后右边有好几个“RLD”开头的引脚，RLD是“右腿驱动电路”，是医疗电子中一个常见的概念。因为医疗电子实际上是采集人体固定位置间的生物电压，在它的量级，人体本身作为天线接收的家庭用电电器等的辐射产生的电压就是一个不可忽略的噪声了，所以这时候我们需要想办法抑制这个共模电压：

其结构如图，具体的原理可以通过计算传递函数来说明，这里我们不做介绍了。

RLDIN/RLDREF是右腿驱动电路对MUX的输入，或者右腿驱动电路的非逆变输入，不用的时候必须接到模拟地AVSS上。

RLDOUT 右腿驱动输出 RLDINV右腿驱动的反向输入端，不用的时候连到模拟地上

接下来是PGA2N/PGA2P ，和上面对应的PGA1N/PGA1P是PGA的输出。

DGND数字地

START使能引脚，PWDN/RESET是低有效的复位功能。

GPIO1和GPIO2是配置寄存器的引脚，稍后会说。

然后这里有一个CLK和CLKSEL，对于ads1292来说，有外部和内部时钟两种选择，它的内部包含一个产生512KHZ内部时钟的振荡器，CLKSEL引脚和寄存器中时钟管理的部分共同控制了外部或者内部时钟的选择，以及时钟是否从CLK引脚输出：

上面的是标准的SPI引脚的通信方式，这里我就不介绍了。

功能框图

简单概述：

1. 3路输入，两个PGA和两个24位ADC，同步采样，数字接口SPI。
2. 内部参考和一个内部振荡器。
3. 通过配置可将任意一路输入连接到右腿驱动电路上，形成负反馈。
4. Cfilter电容是PGA的滤波电容，注意根据不同情况选择相应的大小。

5. full-scale differential input voltage (AINP - AINN) = ± Vref/gain ；(输入差分电压，是否超出了规定的范围？)

   其实我也是刚接触ADS1292就两三天的时间，是因为电子设计大赛所以才开始接触这一块芯片， 值得一说的是这一款芯片用起来其实是很不错的，ADC采集的也很准确，干扰也很小。不过局限就是基本知识拿来测测心电信号，我还是知识浅薄呀。