低噪音Δ-Σ模数转换器ADS1299的主要特性和应用范围

TI公司的ADS1299是8路低噪音同时取样的24位的delta-sigma ADC，内置并可编程了增益放大器（PGA），基准电压状语从句：振荡器，集成了脑电图（EEG）所需的通用特性。器件具有非常低的输入参考噪声：1.0μVPP（70-Hz BW），没路的功率5mW，输入电压电流 300pA，数据速率250SPS到16kSPS，C1.0μVPP（70-Hz BW），CMMR为-110dB，衰减增益为1，2，4，6，8，12或24，单极或双极电源工作，主要用于医疗仪器如EEG和ECG，听觉诱发电位（EAP），脑电双频谱指数（BIS），睡眠研究监测等，高级多路信号采集。本文介绍了ADS1299主要特性，功能定位，单电源和双极电源工作电路，以及评估板ADS1299EEG-FE主要特性，放置，电路图，材料清单和PCB布局图。

ADS1299是一款低噪声，多通道，同时采样，24位，Δ-Σ（ΔΣ）模数转换器（ADC），具有内置可编程增益放大器（PGA），内部基准电压源和一个板载振荡器。ADS1299集成了脑电图（EEG）应用的所有常用功能。

ADS1299凭借其高集成度和出色的性能，能够创建23种可扩展的医疗仪器系统，而尺寸，功耗和总成本却大大降低。

ADS1299在每个通道上都有一个灵活的输入多路复用器，可以独立连接至内部生成的信号，以进行测试，温度和引出检测。另外，可以选择输入通道的任何配置以导出患者偏置输出信号。ADS1299的数据速率为250 SPS至16 kSPS。引出检测可通过外部上拉或下拉电阻或激励电流吸收器或源在设备内部实现。

多个ADS1299器件可以菊花链配置级联到高通道数系统中。

ADS1299采用TQFP-64封装，额定温度范围为–40℃至+ 85℃。

ADS1299主要特性：

•八个低噪声PGA和八个高分辨率同步采样ADC

•非常低的输入参考噪声：

1.0μVPP（70Hz BW）

•低功耗：5 mW /通道

•输入偏置电流：300 pA

•数据速率：250 SPS至16 kSPS

•CMRR：–110 dB

•可编程增益：

1、2、4、6、8、12 或24 •单极或双极电源：

–模拟：4.75 V至5.25 V

–数字：1.8 V至3.6V。

•内置偏置驱动放大器，

引出检测，测试信号

•内置振荡器

•内部或外部基准

电压源•灵活的掉电，待机模式

•与ADS1298IPAG引脚兼容

•兼容SPI™的串行接口

•工作温度范围：–40℃至+ 85℃

ADS1299应用：

•医疗仪器（EEG和ECG），包括：

–脑电图，双光谱指数（BIS），诱发音频电位（EAP），睡眠研究监视器

•高精度，同步，多通道信号采集

图1.ADS1299功能布局

图2.多个ADS1299器件配置图

图3.ADS1299单电源工作电路图

图4.ADS1299EEG

-FE

本用户指南介绍了ADS1299EEG-FE 的特性，操作和使用。该EVM是用于8通道，24位，低功耗ADS1299的评估模块。专为脑电图（EEG）应用设计的集成模拟前端（AFE）。ADS1299ECG-FE专用于原型设计和评估。本用户指南包括完整的电路说明，原理图和材料清单。

ADS1299EEG-FE旨在评估适用于EEG应用的ADS1299低功耗，低噪声24位同时采样八通道前端。数字SPI™控制接口由MMB0模块化EVM主板（Rev. D或更高版本）提供，该主板连接到ADS1299EEG FE评估板（Rev A）。ADS1299EEG-FE不是针对EEG应用的参考设计；相反，其目的是加快评估和系统开发。ADS1299的输出产生未经过滤的原始EEG信号。

MMB0主板允许ADS1299EEG-FE通过可用的USB端口连接到计算机。本手册说明了如何将MMB0用作ADS1299EEG-FE的一部分，但未提供有关MMB0本身的技术详细信息。

在整个文档中，缩写EVM和术语评估模块与ADS1299EEG-FE相同。

ADS1299EEG-FE支持的特性：

硬件功能：

•可配置为双极性或单极性电源操作

•可通过跳线设置配置为内部和外部时钟和参考

•可配置为直流耦合输入

•外部偏置电极驱动

•提供通用参考以供选择所有通道的负极端子。

•选择任何电极作为参考电极的

选项•选择任何电极作为偏置电极的选项

•外部屏蔽驱动放大器

软件功能：

•分析工具，包括虚拟示波器，直方图，FFT。

•数据导出，用于原始EEG数据的后处理

图5.ADS1299EEG-FE尺寸图

ADS1299EEG-FE包括：

•ADS1299EEG FE印刷电路板（PCB），版本A

•MMB0（模块化EVM主板，版本D或更高版本）

•通用交流到直流壁式适配器，交流从120V到240V直流+ 6V

图6.ADS1299 EEG-FE前端

图7.ADS1299EEG-FC电路图

图8.ADS1299EEG-FC跨接器电路图

图9.ECG电源

图10.永久基准驱动器（未安装）

图11.ECG MDK板接口适配器电路

ADS1299 EEG-FE材料清单（BOM）：

图12.ADS1299EEG-FE PCB布局图（示意图）

图13.ADS1299EEG-FE PCB布局图（中间层1）

图14.ADS1299EEG-FE PCB布局图（中间层2）

图15.ADS1299EEG-FE PCB布局图（紧凑）

图16.ADS1299EEG-FE细长元件布局图

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