на 2024/11/7 70

MAX30003 BIOPOTENCIAL AFE Ръководство: Анализ на веригата, конфигурация на ПИН, лист с данни и сравнение на AD8232

Носещата технология е променила начина, по който подхождаме към мониторинга на здравето, безпроблемно обединявайки удобството с функционалността на клиничния клас.Доминиращ към тази еволюция е MAX30003, усъвършенстван биопотенциален аналогов фронт, пригоден за носими и дистанционни устройства за мониторинг на здравето.Той е предназначен за енергийна ефективност и прецизност и дава възможност за точни показания на електрокардиограма (ЕКГ) и здравни прозрения, което го прави популярен избор.В тази статия ние се разпадаме в модерните функции на MAX30003, от неговите ниски възможности за консумация на енергия и филтриране на шума до неговия гъвкав дизайн, който поддържа разнообразни приложения за наблюдение на здравето, изследвайки как той допринася за надеждна, непрекъсната грижа за пациента и проследяване на фитнес.

Каталог

Преглед на MAX30003

The MAX30003 е универсален биопотенциален аналогов преден край, идеален за носима технология, която е насочена както към клинични, така и за фитнес приложения.Проектиран за ефективност на захранването, той поддържа продължителен живот на батерията, като същевременно доставя надежден сърдечен ритъм и мониторинг на ЕКГ.С един биопотенциален канал MAX30003 ефективно измерва ЕКГ и сърдечната честота, което го прави подходящ за широк спектър от нужди за мониторинг на здравето.Тази функция с ниска мощност се простира до режим на режим на готовност с ултра ниска мощност, което я прави идеален за устройства, изискващи непрекъснат мониторинг през дълга продължителност без често презареждане.

Устройството включва защитата на електростатичния разряд (ESD) и филтрирането на електромагнитни смущения (EMI), за да се повиши надеждността при различни условия.Тези предпазни мерки са полезни за устройства, често изложени на електрически прекъсвания, които в противен случай могат да компрометират целостта на данните.Справяйки се с тези проблеми, MAX30003 осигурява точна устойчивост на данни и устройства, основни за надежден мониторинг както в клинична, така и в фитнес среда.Тази стабилна защита поддържа постоянната ефективност, отговаряща на изискванията за дълготрайни, надеждни носими устройства.

Допълнителни функции, като вътрешно отклонение на оловото и автоматично откриване на олово-изключване, допълнително подобряват използваемостта на MAX30003.С висок входен импеданс, нисък шум и персонализирани настройки на усилването, устройството е адаптивно към различни интензивности на сигнала, като гарантира прецизност в различните приложения.Неговите интегрирани нискочестотни и високочестотни филтри подобряват яснотата на сигнала, докато ADC с висока разделителна способност играе опасна роля за събиране на точни измервания, динамична за подробен анализ на здравните данни.

Конфигурация на ПИН

ПИН номер	Име на ПИН	Описание
1, 2, 4, 5, 24, 26	I.C.	Вътрешно свързан.Свържете се с Agnd.
3, 8, 28	Agnd	Аналогова мощност и референтно място.Свържете се в Отпечатана плоскост на дъската.
6	ECGP	ЕКГ положителен вход
7	Ecgn	ЕКГ отрицателен вход
9	Capp	Аналогов вход на филтър с висок проход.Свържете 1 μF X7R кондензатор (CHPF) между CAPP и CAPN, за да образува 0,5Hz високочестотен отговор в ЕКГ каналът.
10	Capn	Аналогов вход на филтър с висок проход.Свържете 1 μF X7R кондензатор (CHPF) между CAPP и CAPN, за да образува 0,5Hz високочестотен отговор в ЕКГ каналът.
11	Cpll	Вход на филтър PLL Loop.Свържете 1NF COG капачка между CPLL и Agnd.
12	Dgnd	Цифрова основа както за цифрови ядро, така и за I/O PAD драйвери. Препоръчва се да се свържете с AGND равнина.
13	DVDD	Цифрово основно захранващо напрежение.Свържете се с AVDD.
14	Fclk	Външен часовник 32.768kHz, който контролира извадката на Вътрешните конвертори на Sigma-Delta и дециматор.
15	CSB	Вход за избор на чип-подбор активно-ниско.Активира серийния интерфейс.
16	Sclk	Вход за сериен часовник.Данните за часовници във и извън сериите интерфейс, когато CSB е нисък.
17	SDI	Вход на серийни данни.SDI се взема проба в устройството на Повишаващ ръб на SCLK, когато CSB е нисък.
18	SDO	Изход на серийни данни.SDO ще промени състоянието при падането Edge of SCLK, когато CSB е нисък.SDO е с три заявки, когато CSB е висок.
19	Ovdd	Логически интерфейс захранващо напрежение
20	Int2b	Прекъсване 2 изход.Int2b е изход на статус с активно ниско състояние. Може да се използва за прекъсване на външно устройство.
21	Intb	Прекъсване на изхода.Intb е активен изход с нисък статус.То може да се използва за прекъсване на външно устройство.
22	Avdd	Аналогово захранващо напрежение.Свържете се с DVDD.
23	Vref	Референтен буфер на ADC.Свържете 10 μF X5R керамика Кондензатор между VREF и AGND.
25	VCM	Изход на буфер за общ режим.Свържете 10 μF X5R керамика Кондензатор между VCM и Agnd.
27	Vbg	Изход на филтъра за шум от ленти.Свържете 1,0 μF X7R керамика Кондензатор между VBG и Agnd.
Еп	-	Изложено гребло.Свържете се с Agnd.

CAD модели

Символи

Отпечатъци

3D модели

Характеристики

Функция	Описание
ЕКГ AFE AFE	Преобразувател на данни с висока разделителна способност с 15,5 бита ефективни разделителна способност и 5 µV P-P шум
Подобрен CMRR в реалния свят	Подобрена способност за сух старт с напълно диференциал Входна структура и CMRR> 100dB
Висок входен импеданс	Високо импеданс> 500 MΩ за нисък общ до диференциален Преобразуване на режим
Минимално затихване на сигнала	Намалява загубата на сигнал при вход по време на сухи стартове поради импеданс с висок електрод
Висок диапазон на компенсиране на DC	± 650 mV (типичен при 1.8V), съвместим с различни електроди
Висок динамичен обхват на променлив ток	65 MV P-P, предотвратява наситеността на AFE от движение или директно Електродни удари
По -дълъг живот на батерията	Консумира само 85 µW при 1.1V захранващо напрежение
Функционална функция за прекъсване	Позволява на микроконтролера да остане в режим на дълбоко сън до Открито е валидно условие за олово
Водещо откриване на ток	Нисък ток от 0,7 µA (типично)
Вградено откриване на сърдечен ритъм	Вградено откриване на HR с функция за прекъсване, намаляване на Натоварване за обработка на микроконтролер
Устойчиво откриване на R-R	Ефективно в среди с високо движение с много ниска мощност консумация
Конфигурируеми прекъсвания	Позволява събуждане на микроконтролер на всеки сърдечен ритъм, Намаляване на мощността на системата
Висока точност	Позволява извличане на повече физиологични данни
32-дума FIFO буфер	Поддържа събуждане на микроконтролер на всеки 256 ms с пълен Придобиване на ЕКГ
Високоскоростен SPI интерфейс	Улеснява бързия трансфер на данни
Нисък ток на изключване	Консумира само 0,5 µA (типично) в режим на изключване

Техническа спецификация

Ето таблицата за техническа спецификация за интегрираната максима Max30003cti+.

Тип	Параметър
Фабрично време за изпълнение	9 седмици
Тип монтаж	Повърхностно монтиране
Пакет / случай	28-wfqfn изложена подложка
Повърхностно монтиране	Да
Брой щифтове	28
Опаковане	Табла
Публикувано	2016
JESD-609 код	E3
PBFree код	Да
Статус на част	Активен
Ниво на чувствителност към влага (MSL)	1 (неограничен)
Брой терминации	28
Тип	Преден край на ЕКГ
Терминални завършек	Матов калай (SN)
Максимална работна температура	70 ° C.
Мин Работна температура	0 ° C.
Приложения	Мониторинг на сърдечната честота
HTS код	8542.39.00.01
Позиция на терминала	Quad
Терминална форма	Без олово
Пиковата температура на презареждане (CEL)	260
Брой функции	1
Захранващо напрежение	1.8V
Терминална стъпка	0,5 мм
Time@Peak Reflow Temperate-Max (и)	Не е посочено
Номер на базовата част	MAX30003
Температурна степен	Търговски
Максимално захранващо напрежение	2V
Мин захранващо напрежение	1.2V
Дължина	5 мм
Височина седнала (макс)	0,8 мм
Ширина	5 мм
Достигнете до SVHC	Без SVHC
ROHS статус	ROHS3 съвместим

Части за сравнение

Номер на част	Производител	Пакет / случай	Брой щифтове	Мин захранващо напрежение	Захранващо напрежение	Максимално захранващо напрежение	ROHS статус	Тип монтаж	Пиковата температура на презареждане
Max30003cti+	Максимална интегрирана	28-wfqfn изложена подложка	28	1.2 v	1.8 v	2 v	ROHS3 съвместим	Повърхностно монтиране	260
TLV320AIC23BIPWR	Тексас инструменти	28-wfqfn изложена подложка	28	1,5 v	3.3 v	3.6 v	ROHS3 съвместим	Повърхностно монтиране	260
TLV320AIC23BIRHD	Тексас инструменти	28-tssop (0,173, 4.4 мм)	28	1,42 v	-	3.6 v	ROHS3 съвместим	Повърхностно монтиране	260
SSM2603CPZ-Reel7	Analog Devices Inc.	28-vfqfn изложена подложка	28	1,42 v	-	3.6 v	ROHS3 съвместим	Повърхностно монтиране	260
TLV320AIC23BRHDR	Тексас инструменти	28-vfqfn изложена подложка	28	1,42 v	-	3.6 v	ROHS3 съвместим	Повърхностно монтиране	260

Функционална блокова диаграма

MAX30003 Интеграция на веригата

В ЕКГ системите електродите, прикрепени към кожата, откриват потенциални разлики, произхождащи от фината електрическа активност на сърцето.MAX30003 използва специален биопотенциален канал за заснемане на тези сигнали.Чрез стратегическата интеграция на многобройни MAX30003 единици паралелно могат да бъдат изработени много лидерни конфигурации, като тези в 3-лидерен монитор на Holter.Обикновено това подреждане налага използването на две единици, използвайки обработката на сигнала, за да се получи третата олово.

3-Lead Holter Monitor с MAX30003

MAX30003 е умел да поддържа архитектурата на 3-лидерен монитор на Holter.Централният терминал на Уилсън (WCT) е ключов компонент в този дизайн, усредняващи потенциалите от три стратегически поставени електрода и подпомагат минимизирането на шума.Устройството е проектирано за умело управление на смущения от общи източници, като електрически линии, като гарантира извличането на девствен сигнал, лишен от шум.

В приложенията обмислената архитектна система с 3-лидери с прецизно разположение на електрода може значително да повиши диагностичния процес, като предлага по-широк изглед на сърдечната динамика.Изследванията показват, че здравата конфигурация с 3 лидера осигурява надежден непрекъснат мониторинг.Такава система е изгодна за навременното откриване на аритмии.

Шум и намеса на общ режим

Качеството на ЕКГ сигнала често се оспорва от външен шум, произтичащ от смущения в линията, артефакти, свързани с движението и мускулни контракции.Max30003 интегрира авангардни методологии за филтриране, за да противодейства на тези смущения.Неговото високо съотношение на отхвърляне на общ режим (CMRR) и усъвършенствана диференциална входна верига значително ограничават шума от общ режим, като по този начин повишават целостта на сигнала.Използването на допълнителен електрод за активно анулиране на шум допълнително пречиства заснетия сигнал.

Опитът подчертава, че поддържането на постоянно качество на сигнала се възползва значително от стратегическото разположение на електрода и придържането към препоръчителните практики, като осигуряване на твърд контакт между електроди и кожа и съветване на относителна тишина по време на записи на ЕКГ.Тези мерки са ефективни за намаляване на изкривявания и артефакти.

Управление на потенциала на тялото

В преносимите ЕКГ конфигурации е необходимо ефективно управление на потенциала на тялото, за да се постигнат прецизни показания.MAX30003 приема специален електрод на десния крак (RL), за да стабилизира потенциала на тялото, като предотвратява електрическия дрейф и гарантира, че усилвателите работят в техния оптимален обхват.В конфигурации, лишени от RL електрод, управлението на потенциала на тялото може да бъде улеснено чрез използването на програмируеми резистори на водещи отклонения.

Ефективното управление на потенциала на тялото може значително да повлияе на точността на измерване.Включването на контури за обратна връзка и вграждането на адаптивни алгоритми за динамично управление на потенциала на тялото е жизнеспособен подход за получаване на по -точни и последователни показания, особено в различни физиологични и екологични настройки.

Типична схема на приложение

Използвайте веригата на калъфа

Сравняване на спецификации MAX30003 и AD8232

Атрибут	MAX30003	AD8232
Основен номер на продукта	MAX30003	AD8232
Категория	Интегрални схеми (ICS) специализирани ICS	Табла за разработка, комплекти, оценка на програмистите и Демонстрационни табла и комплекти
Производител	Максимална интегрирана	Analog Devices Inc.
Серия	-	-
Пакет	Табла	Кутия
Статус на част	Активен	Активен
Тип	Преден край на ЕКГ	Интерфейс

Популярни приложения за ECG сензора Max30003

MAX30003 е добре подгоден за различни приложения, по-специално в мониторинг на здравето, проследяване на фитнес и био-автентификация.Изследването на тези домейни подчертава тяхното осезаемо въздействие и предимства при ежедневната употреба.

Монитори на събитията с едноодоволни за наблюдение на аритмия

В света на наблюдението на аритмия устройствата, включващи чип Max30003, се открояват за способността си да откриват и наблюдават неправилни сърдечни ритми.С способността да се идентифицират аномалиите рано и точно, тези монитори са динамичен инструмент за навременна медицинска реакция.Реката от съвременни здравни устройства включва монитори за събития за непрекъснато проследяване на сърдечния ритъм.Те използват сложни алгоритми, за да различават незначителни нередности от по -тежки условия, като по този начин засилват грижите за пациентите.

Безжични пластири за отдалечен мониторинг на пациентите

Появата на безжични пластири, включващи MAX30003, трансформира отдалеченото наблюдение на пациента.Тези устройства дават възможност за непрекъснато споделяне на данни за ЕКГ, като ви упълномощават да наблюдавате дистанционно сърдечното здраве.Технологията се оказва изгодна за вас, предлагайки комфорта на намалените посещения в болницата.Надеждността и прецизността на тези пластири осигуряват гарантиране, че решенията за здравеопазването се вземат незабавно и с представа.

Фитнес проследяващи монитори на сърдечната честота в гръдните ленти

Във фитнес кръгове гръдните ленти с монитори на сърдечен ритъм, които включват MAX30003, се използват широко.Тези инструменти доставят точни показатели за сърдечен ритъм, подпомагайки спортисти и предани за фитнес при усъвършенстване на техните тренировъчни стратегии.Чрез интерпретиране на биометрични данни, хората могат да адаптират своите упражнения за постигане на целеви зони на сърдечен ритъм, като по този начин повишават ефективността и безопасността на техните тренировки.Помощната полезност и успехът на тези монитори са добре установени в различни фитнес среди.

Проверка на базата на ЕКГ в системите за био-автентификация

Системите за био-автентиране, използващи проверка на базата на ЕКГ, предлагат авангардно приложение на MAX30003.Използвайки отличителните електрически сигнали на сърцето на човек, тези системи осигуряват стабилна и надеждна форма на проверка на идентичността.Този метод набира сцепление в области с висока сигурност, където конвенционалните системи могат да се провалят.Индивидуализираният характер на моделите на ЕКГ осигурява страховита бариера срещу неправомерния достъп, като драстично засилва протоколите за сигурност.

Преглед на производителя

Maxim Integrated, сега част от аналоговите устройства, носи съществена роля като водещ доставчик на аналогови и смесени сигнални ICS.Тази интеграция позиционира компанията да използва обширни знания за индустрията, което позволява разработването на сложни и пионерски решения.Вкоренени в дълбоко разбиране на технологичната еволюция и вашите нужди, техните иновации се ръководят от смесица от експертиза и интуиция на пазара.

В рамките на автомобилната сфера Maxim създава решения, които повишават динамиката на превозните средства, укрепват мерките за безопасност и подобряват взаимодействието на водача.Техните IC за управление на мощността са ключови за оптимизиране на използването на енергия, като гарантират надеждността дори на фона на предизвикателната среда.Чрез изравняване на усъвършенстваното инженерство с точното разбиране на автомобилните изисквания, максимално допринася активно за бъдещето на технологията за шофиране.

DataSheet PDF

TLV320AIC23BIPWR таблици с данни:

Tlv320aic23b.pdf

TLV320AIC23BIRHD таблици с данни:

Tlv320aic23b.pdf

SSM2603CPZ-Reel7 таблици с данни:

SSM2603.pdf

TLV320AIC23BRHDR таблици с данни:

Tlv320aic23b.pdf