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Analog Devices

| Redakteur: Peter Reinhardt

Mit der Hilfe dieses integrierten Schaltkreises kann die Herzfrequenz auch vorbeugend überwacht werden. Es handelt sich um einen wirtschaftlichen Funktionsblock in einem kleinen Gehäuse, der in vielen kardialen Applikationen – vom Defibrillator bis zum Home-Trainer – seinen Einsatz finden kann

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Bild 1 | Vitalfunktionen: Das Überwachen der Herzfrequenz sorgt für langfristigen Trainingserfolg, ohne die Gesundheit zu gefährden
Bild 1 | Vitalfunktionen: Das Überwachen der Herzfrequenz sorgt für langfristigen Trainingserfolg, ohne die Gesundheit zu gefährden
(Bild: Analog Devices)

Von allen Biopotenzialmessungen werden EKG und Herzfrequenz am häufigsten gemessen, da sie gute Indikatoren des körperlichen Zustands sind. Die Herzfrequenz zu verfolgen, erlaubt, das Herzschlagvolumen zu überwachen, um zu erfahren, ob man beim Fitnessprogramm im sicheren Bereich trainiert. Zusätzlich liefert die Überwachung der Herzfrequenz über einen längeren Zeitraum ein Feedback über den langfristigen Fortschritt. Wenn man ohne Herzfrequenzsteigerung intensiver trainieren kann, wird man leistungsstärker und effizienter (Bild 1). Die Herzfrequenz kann über Kontakte oder berührungslos gemessen werden.

IC mit viergeteilter Signalkette

Der „AD8232“ von Analog Devices ist ein integriertes „Low-Power Signalaufbereitungs-Front-End“, entwickelt für EKG- und andere Biopotenzialmessungen. Es nutzt zwei oder drei Elektroden, um die Herzsignale des Menschen zu erhalten. Der Chip konvertiert die kleinen, rauschbehafteten Signale von den Elektroden in ein großes, gefiltertes Signal, das leicht mit einem Standalone A/D-Wandler oder einem A/D-Wandler, integriert in einen Mikrocontroller, digitalisiert werden kann.

Bildergalerie

Die Schaltung des „AD8232“ kann im Prinzip in vier individuelle Unterfunktionen aufgeteilt werden. Er enthält einen Instrumentenverstärker, eine Verstärkerstufe, die Tiefpassfilterung unterstützt, einen „Right Leg“-Treiberverstärker und einen „On-Chip“-Referenzpufferverstärker (Bilder 2 und 3).

Instrumentenverstärker mit „Balanced“ Eingangsstufe

Die wichtigste Funktion in der Signalkette ist der Instrumentenverstärker. Seine „Balanced“ Eingangsstufe bietet ein Gleichtaktunterdrückungsverhältnis von mindestens 80 dB. Die Elektroden vom Körper sind direkt mit den hoch impedanten Eingängen dieses Verstärkers mit 100 MΩ Eingangsimpedanz verbunden.

Eine feste Eingangsverstärkung von 100 V/V ist in diese Stufe bereits integriert. Da „DC-Offset“ bei dieser hohen Verstärkung leicht den Eingangsverstärker sättigen könnte, ist er mit einem zweipoligen Hochpassfilter verbunden, welches das Halbzellenpotenzial der Elektroden zusätzlich zur Filterung der Bewegungsartefakte unterdrückt.

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