ADS1292R: Help! 电极叠加+-300mv直流偏置后，波形振幅衰减严重!

您好，

您使用内部测试信号，转换结果幅值正常吗？

您是使用的哪个通道测量的上述信号？

Jeffrey Zhong 说：

1. 问题一: 输入振幅为10mv的尖角波形，频率200HZ，ADC输出值转换后的毫伏数 < 9.0 mv, 大概是8.7 ~ 8.8 mv的样子；我们对ADC采集值乘以1.03的系数，才能匹配国标的要求(标定，误差< 5%; 振幅, 误差 < 10%);

这输入信号是直流偏置为0V，峰峰值为10mV的尖角波形？请确认下输入共模范围是否满足以下要求，因为我看您电路图中使用的单电源供电，这应该不满足输入共模范围。

同时PGA有带宽限制，如果您输入的尖角波形含有的谐波频率高于PGA的截止频率，那么信号就会被衰减：

这里建议您输入同样振幅的200HZ正弦波以验证这个带宽问题。

Jeffrey Zhong 说：

2.问题二: 输入振幅为10mv的尖叫波形，频率200HZ，同时叠加+-300mv直流偏置电压至电极，ADC输出值转换后(*1.03)，可以匹配国标的要求。但是! 在叠加直流偏置电压后，波形振幅会在稳定几分钟之后，出现严重的振幅衰减(从测试时>9 到 8.x, 7x ...

这里是什么意思，是+300mV直流偏置还是-300mV直流偏置，怎样叠加的，至哪个电极？

Amy Luo 谢谢您的回复！

你问的测试稍后贴出来。先麻烦您具体指导一下如下问题:

1. “单电源供电，这应该不满足输入共模范围”，这个没有太理解，ADS1292R芯片需要双电源供电吗? 如果是，可有参考的电路图?

2. 寄存器里的PGA Gain是否需要与电路匹配，我们目前的寄存器设置值是 CH0 PGA Gain 6, CH1 PGA Gain 3, 但呼吸波(CH0)的ADC值振幅很小，大概2000左右。

3. 这里有个帖子说到动态范围的类似问题，原工程师回复是说加软件高通滤波，不知道对我们遇到的问题是否有参考意义? 原贴: https://e2echina.ti.com/support/data-converters/f/data-converters-forum/103126/ads1298-300mv

感谢!

别客气~

1、ADC有输入共模电压和差分电压范围要求，如下截图所示：

输入共模电压范围可以有公式5确定，如我上一回复截图，最小输入就是AVSS + 0.2 V+（Gain* VMAX _DIF/2），输入10mVpp的信号不在共模输入范围内，因此PGA不能线性输出。

双电源供电可参考如下截图形式：

Jeffrey Zhong 说：

寄存器里的PGA Gain是否需要与电路匹配

我不明白您这里的意思，您的意思是电路输入的信号幅值吗？如果是这样的话，那么是的，因为不同的PGA输入范围不同。

Jeffrey Zhong 说：

这里有个帖子说到动态范围的类似问题，原工程师回复是说加软件高通滤波，不知道对我们遇到的问题是否有参考意义?

如果您面临的是一样的问题，可以软件高通滤波以去除这个直流信号。

Amy Luo

谢谢Amy!

关于供电电压，由于涉及到原理图及电路板的更改，我需要进一步问几个问题，抱歉问题有点多，因为项目进入到认证阶段，这些问题其实应该在设计阶段解决。

1. 我们的需求是产品要同时支持三种采样率: 125 250 500，我看您的截图示例中是以500采样率为例，我的问题是这种供电设计是否也能支持125 250采样率的认证测试?

2. 我们的产品也需要支持呼吸波，该供电电路对呼吸波的采集应该没有影响吧？麻烦确认一下.

3. 国标认证中有如下项: 动态输入范围，输入阻抗，共模抑制比，定标信号，系统噪声，频率响应，最小检测信号；双路供电是否能支持这几种测试？我们送测的默认采样率是125；

4. 双路供电的器件复杂度太高，手册里的"Figure 73. Single-Supply Operation"是否能满足国标测试的要求?

再次感谢并期待您的回复!

Jeffrey Zhong

1、供电设计与data rate 几乎没什么关系，噪声性能与data rate有关，具体见datasheet 7.1 Noise Measurements

2、单电源供电与双电源供电方式影响的是信号输入范围，改变供电方式后满足输入信号（呼吸波信号范围）范围就可以。

3、

Jeffrey Zhong 说：

3. 国标认证中有如下项: 动态输入范围，输入阻抗，共模抑制比，定标信号，系统噪声，频率响应，最小检测信号；双路供电是否能支持这几种测试？我们送测的默认采样率是125；

这里是什么意思？没明白您的问题

4、

Jeffrey Zhong 说：

双路供电的器件复杂度太高，手册里的"Figure 73. Single-Supply Operation"是否能满足国标测试的要求?

这个不确定，需要用户自行测试。

Amy Luo

Hi Amy, 感谢您的回复.

这里指的国标测试是食药监局的《动态心电图系统安全和基本性能专用要求》（YY 0885- 2013），"51.5. 不正确的输出"章节对心电设备的若干技术指标进行了规范：包括动态输入范围，输入阻抗，共模抑制比，定标信号，系统噪声，频率响应，最小检测信号等等。

按照您之前的建议，我们用4HZ正弦波进行了测试，信号模拟器输出振幅为2MV， 两个通道的PGA Gain均为6，采样率125, 观察到的现象如下:

1. 偏置电压作用于右导联， 在偏置电压小于 41 MV时，ADC输出 振幅在 2MV左右，正常; 但偏置电压为41MV时，振幅有明显下降到 1.7 MV左右； 偏置电压42 MV，振幅陡降到1MV左右；然后偏置电压 100 MV, 200 MV, 300 MV，振幅以较小幅度衰减到大概0.5 MV左右；

2. 偏置电压作用于左导联， 在偏置电压小于 38 MV时，ADC输出 振幅在 2MV左右，正常; 但偏置电压为38MV时，振幅有明显下降到 1.7 MV左右； 偏置电压39 MV，振幅陡降到1MV左右；然后偏置电压 100 MV, 200 MV, 300 MV，振幅以较小幅度衰减到大概0.5 MV左右；

我们有一款采用ADS1292芯片的设备，同样是3.3V单一电源供电，测试中就没有超过10%的衰减。我们希望ADS1292R的设备也能达到同样的指标。

期待您进一步的建议，感谢!

Amy Luo

补充一个新的测试现象供参考：

模拟器输入正弦波，在不同的CH2(ECG) PGA设置下，会出现波形失真的情况（如截图），在较高PGA设置重现几率大，6偶尔重现，8和12一定重现；同时我们发现手册里电源部分有一个注释被忽略掉了“When using the ADS1292R and the channel 1 respiration function, this capacitor must be 47 nF”，我们在PGA1N/P所接电容为4.7nF，不知道和这种失真是否有关系? 尝试把CH1(RESP)关闭，失真现象仍然存在，所以不确定是否与PGA1N/P所接电容有关。

建议您先配置使用内部Test信号：

不要使能RLD 放大器，仅采集内部Test信号，看是否可以正常采集？

Amy Luo

Hi Amy,

经测试，无论是否打开RLD Buffer，内部测试信号都能正常显示，如下图:

Amy Luo

另外RESP电路是否会影响ECG的电气性能?我们是否需要去除RESP部分电路进行测试?谢谢.

Jeffrey Zhong 说：

补充一个新的测试现象供参考：

内部测试信号正常说明是外部输入电路的原因。采集外部输入信号时，您是使能了RESP电路是吗？如果是这样的话，您需要turned off RESP电路，off掉后再测试模拟器输入正弦波是否正常？

Amy Luo

Dear Amy,

经过对寄存器设置的检查和尝试，我们发现最初的问题可能解决了！

问题就在于"RLDREF_INT" 寄存位的设置，我们之前设为"RLDREF signal fed externally"，改为默认值"RLDREF signal (AVDD – AVSS) / 2 generated internally (default)"后，无论是否加偏置电压，4HZ正弦波的振幅都几乎没有衰减（实际还增加了一点点).

但随之而来的问题是:

1. 为什么RLDREF_INT 的设置会影响ADS1292R的动态范围? (也就是加了偏置电压后波形振幅缩小超过10%)

2. RLDREF_INT 改为1后，原有的导联脱落检测机制失效了，我们原来的做法是检测输出采样9字节的第一个字节，如果为0xcc则导联正常，这个方法之前工作得很好；RLDREF_INT更改为1后，所有的输出首字节就变为0xc0了，对导联态不再敏感，我们也尝试读取LOFF_STAT，但仍然侦测不到导联变化。希望您给一些建议(UnderstandingLead-OffDetectioninECG.pdf我们有的，内容有点多，希望能从您这得到一点针对性的建议）

非常感谢!

Jeffrey

Jeffrey Zhong 说：

问题就在于"RLDREF_INT" 寄存位的设置，我们之前设为"RLDREF signal fed externally"，改为默认值"RLDREF signal (AVDD – AVSS) / 2 generated internally (default)"后，无论是否加偏置电压，4HZ正弦波的振幅都几乎没有衰减（实际还增加了一点点).

看您电路图中RLDIN/ RLDREF pin 是悬空的，配置外部的话，悬空的 pin没有确切的电压或会耦合干扰，对内部电路造成影响。看下面ADC内部框图，RLD放大器的输入是PGA的输出：

Jeffrey Zhong 说：

1. 为什么RLDREF_INT 的设置会影响ADS1292R的动态范围? (也就是加了偏置电压后波形振幅缩小超过10%)

这里您说的应该是下面截图描述现象：

我不知道您这里的偏置电压是怎样加的？具体是怎样作用于左导联或右导联的？寄存器配置的怎样的？您可以提供这些信息吗？

Jeffrey Zhong 说：

2. RLDREF_INT 改为1后，原有的导联脱落检测机制失效了，我们原来的做法是检测输出采样9字节的第一个字节，如果为0xcc则导联正常，这个方法之前工作得很好；RLDREF_INT更改为1后，所有的输出首字节就变为0xc0了，对导联态不再敏感，我们也尝试读取LOFF_STAT，但仍然侦测不到导联变化。

0xcc的话，通道2的两输入电极状态都是Not connected，您的意思是RLDREF_INT 改为1后，即使导联没有连接也会识别为已连接？

Amy Luo

Hi Amy,

关于RLDREF_INT设置对动态范围的影响，我想您已经解释清楚了“配置外部的话，悬空的 pin没有确切的电压或会耦合干扰，对内部电路造成影响”，我们测试的场景偏置电压是左右导联都分别加到300mv，一样的现象。改完RLDREF_INT配置，不管加哪个电极，都不再影响振幅。非常感谢。

关于对导联脱落的影响，如您所说，RLDREF_INT改为1后，即使导联没有连接，SPI 输出的首字节也始终是0xc0，并且读取LOFF_STAT也始终为0.我们现在的Workaround是通过判断CH1(呼吸波)的输出是否为直线0x7fffff，来判定导联是否脱落。

我们目前的寄存器设置（因为我们项目初期就开发了一个配置工具，所以可以很方便的切换配置）：

看您的寄存器配置LOFF_SENS=0x12，并没有使能通道2的lead-off检查；因此LOFF_STAT寄存器对应的值应该是默认值，即b00

RLD_SENS寄存器=0x3c，同时使能了RLD 运放和RLD lead-off检测，这是不允许的。如下datasheet 截图，在进行RLD lead-off检测时，需要power off 掉 RLD 运放：

Amy Luo

Dear Amy,

目前我们的测试已经通过了！感谢您及时有效的专业回复及意见！

我已经将本问题标记为已解决。

再次对您的支持与帮助表示衷心感谢!

Jeffrey