ADS1191 生物电位测量模拟前端芯片技术文档总结

ADS1191/2 是一系列多通道、同时采样、16位、δσ（ΔΣ）模数转换器（ADC），内置可编程增益放大器（PGA）、内部参考和板载振荡器。

ADS1191/2集成了便携式低功率医疗心电图（ECG）、运动和健身应用中常见的所有功能。
*附件：ads1191.pdf

凭借其高度的集成度和卓越的性能，ADS1191/2系列能够以显著降低体积、功耗和整体成本的可扩展医疗仪器系统。

ADS1191/2 每个通道配备灵活输入复用器，可独立连接到内部生成的信号，用于测试、温度和引出检测。此外，输入通道的任何配置都可以选择用于推导右脚驱动（RLD）输出信号。ADS1191/2 的数据速率最高可达 8 kSPS。引线检测可以在器件内部实现，利用器件内部的激励电流汇/源。

这些设备采用5毫米、5毫米×5毫米、32针薄四边扁平包（TQFP）包装。工作温度规定为–40°C至+85°C。

特性

• 两台低噪声PGA和
  两台高分辨率ADC（ADS1192）
• 低功耗：335 μW/通道
• 输入参考噪声：24 μVPP
  （150 Hz BW，G = 6）
• 输入偏置电流：1 nA
• 数据速率：125 SPS 至 8 kSPS
• CMRR：–95 dB
• 可编程增益：1、2、3、4、6、8或12
• 耗材：单极或双极
  • 模拟电压：2.7 V 至 5.25 V
  • 数字：1.7 V 至 3.6 V
• 内置右脚驱动放大器，引线检测，测试信号
• 内置振荡器和参考
• 灵活断电，待机模式
• 兼容SPI™的串行接口
• 工作温度范围：–40°C至+85°C

参数

方框图

ADS1191/ADS1192 是德州仪器推出的低功耗、多通道生物电位测量模拟前端芯片，核心用于 ECG 等医疗及运动健康设备，兼具高集成度与优异性能。

核心特性

• 性能参数 ：16 位 ADC 分辨率，125 SPS-8 kSPS 可调数据率，输入参考噪声低至 24 μVPP（G=6 时），CMRR 达 - 95 dB，支持 1、2、3、4、6、8、12 七档可编程增益。
• 低功耗设计 ：每通道功耗 335 μW，支持掉电、待机模式，模拟电源 2.7V-5.25V，数字电源 1.7V-3.6V，适配电池供电设备。
• 集成功能 ：内置右腿驱动放大器、导联脱落检测、温度传感器、振荡器和基准源，无需额外外设即可完成核心生物电位测量。
• 接口与封装 ：SPI 兼容串行接口，32 引脚 TQFP/QFN 封装，工作温度范围 - 40°C 至 + 85°C，满足工业级应用需求。

关键功能模块

• 信号链 ：含 EMI 滤波器、可编程增益放大器（PGA）、ΔΣ 调制器和数字抽取滤波器，有效抑制噪声并提升信号精度。
• 导联脱落检测 ：支持直流 / 交流两种模式，可通过内部电流源 / 漏或外部电阻配置，实时监测电极连接状态。
• 右腿驱动（RLD） ：通过负反馈抑制共模干扰，可选择内部或外部参考电压，支持多设备级联配置。
• 灵活输入 ：差分输入设计，支持单端 / 差分驱动模式，内置多路选择器可切换电极信号、测试信号、温度信号等。

应用场景

• 医疗仪器：患者监护、动态心电图（Holter）、除颤器（AED）、远程医疗等 ECG 相关设备。
• 运动健康：心率监测、呼吸检测、健身设备中的生物电位采集。
• 数据采集：高性能多通道数据采集系统（可关闭 ECG 专用电路）。

配置与使用

• 寄存器配置：通过 SPI 接口写入寄存器，可设置增益、数据率、测试信号、导联脱落检测参数等。
• 电源与 PCB 设计：需严格区分模拟 / 数字地，合理布局去耦电容和滤波元件，避免噪声干扰。
• 多设备同步：支持多芯片级联，通过 START 引脚实现同步采样，扩展通道数量。