Integrierter Schaltkreis überwacht Vitalparameter vorbeugend

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Zusätzliche Verstärkung

Die zweite Stufe besteht aus einem Operationsverstärker (OPV), der dem Signal eine Verstärkung von 11 V/V hinzufügt. Damit wird die Gesamtverstärkung 1.100 V/V und begrenzt das maximale differenzielle Eingangssignal auf 2,7 mV pp. Der Baustein ist vor Überspannung geschützt. Eingangsspannungen, die den maximalen Pegel überschreiten, werden zwar den Ausgang verzerren, aber das Bauteil nicht beschädigen. Der OPV kann als zweipoliges Tiefpassfilter konfiguriert werden, um Leitungsrauschen und andere Interferenzen zu entfernen.

Das Ausgangssignal repräsentiert eine saubere, verstärkte Version des EKG-Signals, wie es am Eingang des Chips angeboten ist. Je nachdem, wie das Signal verarbeitet wird, kann das System als „Heart Rate Monitor“ oder als EKG-System mit moderater Performance verwendet werden.

Auf die erste Stufe folgt ein AC-gekoppeltes Netzwerk, das den zweiten Pol repräsentiert. Der „Cutoff“ ist als normaler Hochpassfilter erster Ordnung eingestellt. Die zwei kombinierten Hochpassfilter ergeben ein gesamtes Roll-off von –40 dB pro Dekade. Die nächste Filterstufe unterstützt ein Tiefpassfilter zweiter Ordnung mit Sallen-Key Konfiguration.

Das ist wichtig, um Bewegungsartefakte zu entfernen und Korrekturen vorzunehmen. Die vorgeschlagene Cutoff-Frequenz beträgt ca. 25 Hz. Der Ausgang dieser Verstärkerstufe kann innerhalb von 100 mV von +Vs und Masse aussteuern. Somit kann fast der gesamte Dynamikbereich des dem „AD8232“ nachgeschalteten ADC genutzt werden.

Right Leg Drive hilft, Performance zu optimieren

Ein weiterer Verstärker ist integriert, um die Verbindung zur dritten Elektrode, genannt „Right Leg Drive“ (RLD), zu erhalten. Der RLD kann genutzt werden, um die Gleichtaktspannung zwischen Patient/Anwender und dem „AD8232“ zu konditionieren. Dieser RLD hilft, die Performance zu optimieren, ist aber keine zwingend notwendige Funktion. Die RLD-Verbindung macht die Applikation immun gegenüber Störungen von außen, wie 50/60-Hz-Rauschen von Versorgungsspannungen, Schaltnetzteilen und Strahlung von neuen LEDs, Leuchtstofflampen und anderen Beleuchtungssystemen.

Ein weiteres nützliches Leistungsmerkmal ist die schnelle „Restore“-Betriebsart. Dafür stellt der „AD8232“ automatisch auf einen höheren Filter-„Cut off“, wenn ein Anschluss eine abrupte Änderung an seinem Eingang aufweist. Zum Beispiel könnte der Chip in den Handgriff eines Cross-Trainers eingebaut werden. Sobald der Benutzer den Handgriff berührt, hilft dieses Leistungsmerkmal dem Baustein, sich zu erholen und schneller eine gültige Messung zu liefern. Sobald das Signal eingeschwungen ist, ändert sich die Filteraktion automatisch, um das gesamte Rauschverhalten des Systems zu verbessern.

Analog Devices GmbH

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