TI常見的模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片詳解(一):ADS1298

TI發(fā)布的ADS129x系列器件提供完整集成的模擬前端（AFE）功能，可用于病人監(jiān)護(hù)、便攜式和高端心電圖（ECG）及腦電圖（EEG）設(shè)備。開發(fā)這種集成電路的工程師隊伍必須平衡一些極具挑戰(zhàn)性的設(shè)計目標(biāo)：每通道功耗小于750uW，噪聲符合IEC的ECG標(biāo)準(zhǔn)（10uVp-p輸入），尺寸為8mmx8mm，以便支持便攜式和一次性ECG貼片應(yīng)用，以及低成本。ADS1298就是ADS129x系列器件中的一員，

ADS1298模數(shù)轉(zhuǎn)換器介紹

ADS1298是（ACTIVE） 具有集成 ECG 前端的 8 通道 24 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，主要用于心電圖 （ECG）監(jiān)控中。

ADS1294/6/8/4R/6R/8R是多通道，同步采樣，24位，三角積分（ΔΣ）模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）系列產(chǎn)品，此產(chǎn)品具有內(nèi)置的可編程增益放大器（PGA），內(nèi)部基準(zhǔn)，和一個板載振蕩器。 ADS1294/6/8/4R/6R/8R包含了所有醫(yī)療心電圖（ECG）和腦電圖（EEG）應(yīng)用所通常要求的所有特性。

借助于其高水平的集成和出色的性能，ADS1294/6/8/4R/6R/8R系列產(chǎn)品可以用大大減小的尺寸，功率，和總體成本來開發(fā)可擴(kuò)展的醫(yī)療儀器。

ADS1294/6/8/4R/6R/8R在每通道上有一個靈活輸入復(fù)用器，此復(fù)用器可獨(dú)立連接至用于測試，溫度，和持續(xù)斷線檢測的內(nèi)部生成信號。 此外，可選擇輸入通道的各種配置生成右腿驅(qū)動器 （RLD） 輸出信號。 ADS1294/6/8/4R/6R/8R運(yùn)行數(shù)據(jù)速率最高可達(dá)32KSPS，因此可實(shí)現(xiàn)軟件PACE檢測。 可通過上拉／下拉電阻器或激磁電流源極／汲極為該器件內(nèi)部實(shí)施持續(xù)斷線檢測。 3個集成的放大器生成標(biāo)準(zhǔn)12引線ECG所需的威爾遜（Wilson）中心終端（WCT）和高德伯格（Goldberger）中心終端（GCT）。 ADS1294R/6R/8R版本包括一個完全集成的，呼吸阻抗測量功能。

多個ADS1294/6/8/4R/6R/8R器件可使用菊花鏈配置級聯(lián)在高通道數(shù)量系統(tǒng)中。

封裝選項包括微小型 8mm × 8mm ，64焊球 BGA與TQFP-64封裝。 ADS1294/6/8 BGA版本商用額定溫度范圍為0°C至+70°C。 ADS1294R/6R/8R BGA和ADS1294/6/8 TQFP版本工業(yè)用額定溫度范圍是–40°C至+85°C。

特性

8個低噪音PGA和8個高分辨率ADC（ADS1298， ADS1298R）

低功耗：每通道 0.75 mW

輸入?yún)⒖荚肼暎?μVPP（150Hz BW， G = 6）

輸入偏置電流：200pA

數(shù)據(jù)速率：250SPS至32kSPS

CMRR：–115dB

可編程增益：1，2，3，4，6，8或者12

支持AAMI EC11，EC13，IEC60601-1，IEC60601-2-27，和IEC60601-2-51標(biāo)準(zhǔn)

單極或雙極電源：

AVDD = 2.7V至5.25V，DVDD = 1.65V至3.6V

內(nèi)置右腿驅(qū)動放大器，檢測，WCT，PACE檢測，測試信號

集成的呼吸阻抗測量（只適用于ADS1294R/6R/8R）

數(shù)字PACE檢測功能

內(nèi)置振蕩器與參考

靈活的斷電，待機(jī)模式

串行外設(shè)接口（SPI）- 兼容串口

運(yùn)行溫度范圍：

–40°C至+85°C

圖1：TI的8通道、24位集成式模擬前端器件ADS1298的平面圖。在這個8mmx8mm的裸片上集成了43個獨(dú)立IC的功能。

再深入一點(diǎn)，圖2顯示了ADS1298 的SEM橫截面。從圖中可以看出，ADS1298使用了魯棒性、高良率的0.35um 4層鋁Bi-CMOS工藝。Bi-CMOS工藝和低噪聲雙極放大器成就了ADS1298的低功耗和低噪聲性能。

圖2：TI ADS1298芯片的SEM橫截面圖，圖中顯示使用了成熟的、高良率且可靠的4層鋁0.35um工藝。