Biopotenzial- und Bioimpedanz-Analog-Frontend (AFE) MAX30001

Die Komponente MAX30001CWV+ von Analog Devices ist eine Analog-Frontend-Lösung (AFE), die die Messung von Biopotenzial und Bioimpedanz (BioZ) für tragbare Anwendungen bietet. Diese Lösung wurde für Fitness- und klinische Anwendungen entwickelt, denn sie verlängert aufgrund ihrer guten Performance und ihres ultraniedrigen Energieverbrauchs die Batterielebensdauer. Sie befindet sich in einem 30-poligen WLP-Gehäuse und arbeitet über einen Temperaturbereich von 0 °C bis +70 °C.

Die Komponente MAX30001 ermöglicht die Erkennung von Elektrokardiogrammwellenformen (EKG), Herzfrequenz und Herzschrittmacherflanke. Diese Komponente verfügt außerdem über einen Bioimpedanzkanal zur Messung der Atmung. Die Biopotenzial- und BioZ-Kanäle bieten eine hohe Eingangsimpedanz, ein geringes Rauschen, eine hohe Gleichtaktunterdrückung, eine programmierbare Verstärkung, verschiedene Tief- und Hochpassfilteroptionen und einen hochauflösenden Analog/Digital-Wandler (ADW). Beide Kanäle verfügen außerdem über ESD-Schutz, EMI-Filterung, interne Leitungsvorspannung, die Erkennung einer offenen DC-Verbindung bzw. geschlossenen Verbindung im Standby-Modus sowie umfangreiche Kalibrierspannungen für den integrierten Selbsttest. Eine Sanftanlaufsequenzierung gewährleistet, dass keine großen Transienten in die Elektroden injiziert werden.

Der Biopotenzialkanal ist DC-gekoppelt, verarbeitet große Elektrodenspannungsoffsets und verfügt über einen Schnellwiederherstellungsmodus nach Übersteuerung wie Defibrillation und Elektrochirurgie. Der Bioimpedanzkanal enthält zudem einen integrierten programmierbaren Stromtreiber, arbeitet mit gemeinsamen Elektroden und bietet die Flexibilität von zwei oder vier Elektrodenmessungen. Er umfasst außerdem die Erkennung einer offenen AC-Verbindung.

Designlösungen - Tragbare Herzüberwachung leicht gemacht

Merkmale

• EKG-Analog-Frontend mit hochauflösendem Datenwandler für klinischen Einsatz
• Bessere Trockenstarts dank deutlich verbesserter Gleichtaktunterdrückung (CMMR) und hoher Eingangsimpedanz
• Bietet bessere Umwandlung von Gleichtaktmodus zu differenziellem Modus durch hohe Eingangsimpedanz
• Hohe Eingangsimpedanz: >1 GΩ für extrem niedrigen Gleichtakt-zu-differenziell-Modus
• Minimale Signaldämpfung am Eingang bei Trockenstart aufgrund hoher Elektrodenimpedanz
• Hoher DC-Offset-Bereich von ±650 mV (1,8 V, typ.) ermöglicht Verwendung einer Vielzahl von Elektroden
• Hoher AC-Dynamikbereich von 65 mV_PP für EKG und 100 mV_PP für BioZ hilft, Sättigung in Gegenwart von Bewegungs-/direkten Elektrodentreffern zu verhindern.
• Leads-on-Interrupt-Funktion ermöglicht es, MCU im tiefen Ruhemodus zu halten, bis gültiger Verbindungszustand erkannt wird
• Integrierte Herzfrequenzerkennung mit Interrupt-Funktion macht Ausführung eines HR-Algorithmus auf Mikrocontroller überflüssig
• Konfigurierbare Interrupts ermöglichen MCU-Aktivierung nur bei jedem Herzschlag, wodurch Gesamtstromverbrauch des Systems sink
• Hohe Genauigkeit ermöglicht umfangreicheren Abruf physiologischer Daten
• 32-Word-EKG- und 8-Word-BioZ-FIFO ermöglichen Abschalten der MCU für 256 ms bei voller Datenerfassung
• Hochgeschwindigkeits-SPI-Scnittstelle
• Abschaltstrom: 0,5 µA (typ.)