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心电图设计如何进行共模抑制测量

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 心电图(ECG)是一种常见的医疗记录，在许多恶劣的环境中，它也必须清晰可读并保持精确。随着ECG子系统越来越多地投入医院外应用，制造商面临着持续的降低系统成本并缩短开发时间，同时保持或提高性能水平的压力，这就给ECG设计工程师提出了相当严苛的要求：实现一种安全有效、能够应对目标使用环境挑战的ECG子系统。我们将分六个部分来谈将遇到的设计挑战，以及应对之道。上周我们谈到的主题是“如何达到最高安全标准，确保ECG子系统安全有效”（http://ezchina.analog.com/message/18040#18040），本周主题——共模和差模环境信号及射频干扰(RFI) ECG测量心脏的电气系统产生的电压。与此同时，ECG子系统必须抑制环境电信号，如交流电源、安全系统和射频干扰(RFI)等，以便放大和显示ECG信号。共模电压不提供有关心脏的任何有用信息，实际上还可能影响测量精度。 ECG系统必须能够在响应目标信号——差模ECG电压的同时，抑制共模干扰。在有小差分信号的情况下抑制大共模信号的能力，就是系统的共模抑制(CMR)性能。共模抑制可以通过多种方式来测量，本文讨论两种方法。第一种方法是将所有ECG电极连在一起，然后相对于ECG 模拟前端基准电压驱动这些电极。对于单电源供电，该基准电压可以是RLD电极驱动的一个虚拟电压，它等于单极性电源电压与隔离地电压的中间值。这种情况下，共模抑制等于输出电平与输入电平的比值(20×log (VOUT/VIN))，VIN 为施加的共模电压，VOUT为特定目标导联上的电压。要查看导联II的共模抑制，须相对于右腿驱动引脚将电压施加于所有电极输入端(如果这代表了ADC或RLD基准电压的中间值)，并且将设备设置为显示导联II。导联II显示的电压为VOUT，施加的电压为VIN。另一种测量共模抑制的方法是将所有电极连在一起，相对于大地驱动这些电极。同样，共模抑制的定义是20×log (VOUT/VIN)，其中，VIN为共模驱动信号，VOUT为特定目标导联得到的信号。这部分子系统设计和器件选择要求模拟人体对象、交流电源的环境耦合、进入和经过病人的输入RFI，以及它对ECG 放大器共模信号抑制性能的影响。输入RFI可以通过多种方法消除，包括差模和共模滤波、环境屏蔽以及算法。图2显示一个传统的高频低通滤波器网络，它易受C1A、 C1B和C2值之差的影响。图3显示一个集成X2Y电容实现方案，由于X2Y结构和设计的特性，其性能更高。专用ECG设计师应当模拟潜在的环境，从而不仅确定交流电源共模信号，而且确定在ECG电极连接到病人时可能到达ECG电极的其他共模和差模信号。为保护除颤器，多数 ECG电缆都嵌入有保护电阻。这种影响，加之电缆电容的差异和前端EMI滤波，可能导致共模信号变得不平衡，引起相移和共模向差模转换。一种称为右腿驱动(RLD)的技术可以降低多导联配置的 CMR要求。即使在2导联系统中，也可以利用RLD来降低放大器上相对于大地的共模电压，方法是将电流驱回到电极，该电流信号与输入共模信号呈180度反相。由于电极阻抗不匹配，电流注入必须予以补偿，调整相对电流和相位，使有效共模信号最小。简言之，放大器输入必须具有足够大的共模(CM)和差模 (DM)信号范围，以便适应来自交流电源和其他外部干扰源，如设备电源开关和射频发射源等的CM/DM输入信号。无论差分放大器输入端的失调电压为0，还是差分输入电压高达±1 V，共模抑制性能必须同样好。消除电力线干扰的其他办法还有DSP技术，例如消减算法。为帮助设计师，ADI公司提供能够降低大输入共模信号影响的器件：用于锁定放大器系统的CMR INA放大器、 PLL、转换器和同步调制器/解调器。ADAS1000 ECG AFE通过高差分输入阻抗和RLD来解决共模抑制问题。消息编辑者为：Forum ADI 1
2018-10-22 10:36:33　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × cong29898 该类别下有 74 个回答。邀请回答 bwerwer 该类别下有 68 个回答。邀请回答尼克wo 该类别下有 46 个回答。邀请回答崇明土匪该类别下有 45 个回答。邀请回答 xieweibin 该类别下有 40 个回答。邀请回答脑洞大赛7 该类别下有 40 个回答。邀请回答 wjwierw 该类别下有 38 个回答。邀请回答 yfdsfqdqd 该类别下有 38 个回答。邀请回答 Arttronix 该类别下有 32 个回答。邀请回答 bgvywerq 该类别下有 25 个回答，其中被选为最佳答案 1 次。邀请回答 easonl 该类别下有 24 个回答。邀请回答 evpt 该类别下有 24 个回答。邀请回答 wyerwwr 该类别下有 24 个回答。邀请回答脑洞大赛20 该类别下有 22 个回答。邀请回答 60user167 该类别下有 22 个回答。邀请回答 keven杨该类别下有 21 个回答。邀请回答 HTJD 该类别下有 20 个回答。邀请回答 h1654155957.9852 该类别下有 19 个回答。邀请回答胡bbs2 该类别下有 19 个回答。邀请回答 xiaokanchenfu 该类别下有 19 个回答。邀请回答举报段朝思相关推荐 • 心电图设计怎么满足模拟前端共模和差模的动态范围 2158 • 关于测量放大器共模抑制能力的研究，看完你就懂了 1337 • 心电图（ECG）设计如何防止ECG子系统受到各种外部和环境辐射影响 2355 • 利用对消驱动提高心电信号测量共模抑制的原理 1117 • 心电采集仪怎么有效抑制噪声干扰？ 2462 • 心电图（ECG）设计如何才能达到ESD、环境和除颤器保护的要求 4190 • 请问怎样去设计一种心电图热敏打印机系统？ 1790 • 差模噪声和共模噪声主要来源，如何抑制共模信号？ 7055 • 什么是共模与差模？ 2045 • 如何验证在特殊应用中的共模电压范围和共模抑制是否适当？ 1555 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 其他5部分分别是：心电图（ECG）设计的六大挑战及应对策略(一)——如何达到最高安全标准，确保ECG子系统安全有效心电图（ECG）设计的六大挑战及应对策略(三)——怎样才能满足模拟前端共模和差模的动态范围心电图（ECG）设计的六大挑战及应对策略(四)——如何才能达到ESD、环境和除颤器保护的要求心电图（ECG）设计的六大挑战及应对策略(五)——如何保持电噪声的总和尽可能小，不致影响ECG诊断心电图（ECG）设计的六大挑战及应对策略(六)——教你如何防止ECG子系统受到各种外部和环境辐射影响

2018-10-22 10:49:05 评论举报段朝思