ZHDA343B July 2011 – October 2026 ADS1191 , ADS1192 , ADS1194 , ADS1196 , ADS1198 , ADS1291 , ADS1292 , ADS1292R , ADS1294 , ADS1294R , ADS1296 , ADS1296R , ADS1298 , ADS1298R , ADS1299
6 使用带 ADS1298 的 RLD 放大器改善 CMR
用于测量基于 ADS1298 的 ECG 子系统 CMR 的测试设置如图 6-1 所示，该测试设置在 ADS1298ECGFE-PDK 用户指南（见参考文献 3）中有所讨论。同时还提供了测量设置的快照；参见图 6-2。使用 20V 峰峰值正弦波作为激励信号。耦合电容 C2 和 CT（来自交流市电）的值为 100pF。连接交流地与 EVM 板地的电容 CB 的值为 220pF。电极使用如图所示并联连接的电阻 R 和电容 C 来建模。R 和 C 的值分别为 51kΩ 和 47nF。
图 6-1 带有保护电路元件的 ADS1298EVM 测试设置本实验使用标准 ECG 电缆。该电缆包含一个 10kΩ 的保护电阻。电缆之后是板载保护 RC 滤波器。文中给出了用于实现该滤波器的元件值。所有测量结果均在 S1 = 断开且 S2 = 闭合的条件下记录。该配置对应于信号差分路径中的完全失配。根据 AAMI 和 IEC 标准（见参考文献 4 和参考文献 5），在这种完全失配条件下，系统 CMR 应至少为 92dB。
表 6-1 比较了在有无 RLD 反馈环路的情况下，不同保护电阻 RP 值对应的预期 CMR 值与实测 CMR 值。选择 CP 的值，使 RP 和 CP 产生的零点约为 60Hz。预期值通过 TINA SPICE 获得，其中使用了 ADS1298 中 PGA 和 RLD 放大器的 Spice 模型。
| 无 RLD 反馈 | ||
|---|---|---|
| RP | 测得的 VPP | 测得的 CMR |
| 1MΩ | 5.9mVPP | 70.6 |
| 100kΩ | 1.7mVPP | 81.1 |
| 75kΩ | 1.6mVPP | 82.0 |
| 50kΩ | 1.36mVPP | 83.3 |
| 具有 RLD 反馈 (1MΩ || 1.5nF) | ||
| 1MΩ | 不适用 | 不适用 |
| 100kΩ | 0.43mVPP | 93.3 |
| 75kΩ | 0.35mVPP | 94.9 |
| 50kΩ | 0.316mVPP | 96.0 |
图 6-2 使用 ADS1298EVM 的测量设置图 6-3 显示了 ECG 子系统在三种不同条件下的 CMR：
- (a) RP = 1MΩ
- (b) RP = 100kΩ
- (c) RP = 100kΩ，具有 RLD 反馈
图 6-3 输出频谱比较使用 ADS1298 中提供的 RLD 放大器实现反相增益配置。在本实验中，所使用的 RF 和 CF 值分别为 1MΩ 和 1.5nF。RLD 环路的闭环增益取决于用于检测共模电压的通道数量。在本实验中，仅使用一个通道来感测输入的共模电位。对于给定的反馈电阻，随着用于测量共模电位的通道数量增加，增益也相应增大。ADS1298 中使用的 RCM 标称值为 220kΩ。闭环带宽约为 106Hz。
ADS1298 提供通过导联脱落功能监测电极电位值的选项。它还支持数字控制，可用于开启或关闭 PGA 输出的平均。可以有效地利用这两个选项来确保：每当电极出现接触不良或断开时，RLD 反馈被断开，以避免患者身体的偏置电位触及电源轨。