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[参考译文] ADS1298R:如何为ADS1298R的呼吸输入制作除颤器保护电路?

Guru**** 2563960 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS1298R

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/572129/ads1298r-how-to-make-the-defibrillator-protection-circuits-for-the-respiration-inputs-of-ads1298r

主题中讨论的其他部件:ADS1298R

TI专家,您好!

   我已经浏览了论坛中有关除颤器保护电路的所有帖子。

   SPARB36B.pdf和 https://e2e.ti.com/support/data_converters/precision_data_converters/f/73/p/17.6956万/882080#882080 为88.208万为我88.208万我提供了很好的参考。

   但对于ADS1298R的呼吸电路,建议使用的除颤器保护电路是什么?

    在以下电路中,我应该在RESP_RA和RESP_LA之前使用什么除颤器保护电路?

       

  我在下面的示意图中尝试了红色框中的电路。 但是无法获得呼吸信号,因为R2+R3过大,会减弱呼吸信号 (我已阅读 sbaa181.pdf)。

  我更改了r2=1k和r3=0,可以获得呼吸信号。 但是1k+0对于 除颤器保护来说太小。

   

   对呼吸回路进行除颤保护的正确方法是什么?

   非常感谢!

弗兰克

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    嗨,Frank,

    基本上,您需要单独保护所有输入。 请记住,如果电阻器位于RESP_MODP/N引脚和患者形成的"回路"之外,它们不会影响该处的电流大小。 因此,您可以在C30和C29之前为输入路径提供保护(当然,您不需要保护电容器免受高电压影响)。

    RESP_MODP/N引脚上已有20kOhm电阻器。 您可能必须在电阻器和电容器之间切换顺序以保护电容器,但在发生大电压瞬变时,您可以将这些电阻器用作电流限制器。 请记住,两个系列元件的阻抗不会随它们的顺序而变化。 您也可以增加R28和R29的电阻,注意"回路"中的电流将会稍小一些。

    C18和C11也可能并非绝对必要,因此您可以避免担心这些电容器会被炸毁。

    Brian
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    您好 ,Brian,

        非常感谢您的回复!

          

        按照您的建议,我修改了如上所示的示意图。

        问题1. 我理解正确吗?

           1.我要2 R? (1K 1W),在C29和C30之前。

           2. R28和C19的顺序也改变了,我也把R28更改为1W。

           3.拆下C11和C18。

        问题2. 是否需要电视或霓虹灯?

        问题3. 我在SBAA181.pdf中发现,"电容器C11和C18用作防止单个故障(例如短路)的辅助手段

    来自载波发生器的C19电容器),以避免导致病人的直流电流过大。"

             在提供保护的同时,是否有办法保持C11和C18 (用于防止单个故障的辅助手段)?

        谢谢你。

    弗兰克

        

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    弗兰克

    1.您可能需要超过1千欧,具体取决于您希望在电源中吸收多少电流。
    2.是的,您将需要某种保护设备在两个电源后面,即R28和R29后面。
    3.只有在额定电压可耐除颤电压的情况下,您才能保持思考。

    Brian
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    您好Frank

    要回答有关呼吸输入除颤保护的问题,

    请记住,ECG和呼吸输入均与患者电极输入共用连接。

    因此,如果您在病人电极输入端添加高压钳位,您将保护ECG和呼吸电路。

    展示您的最佳方法是使用TI开发板的原理图作为参考。

    您可以从TI网站下载ADS1298R开发板用户手册,

    在开发板原理图的第1页上,J1连接到患者电极导线。

    在J1的每个输入端,添加一个1Kohm 1W电阻器,与病人电极线串联。

    现在,在主板上,从J1的每个输入引脚到接地添加一个SMBJ14双向二极管。

    (使用双向二极管保护两个放电极。)

    SMBJ14二极管将板上的输入电压限制在25V左右,1Kohm电阻器可承受除颤能量。

    (我发现,大型碳补偿电阻器的工作效果最佳。)

    添加到每个输入的这2个部件将保护整个主板免受超过或低于25V的任何输入电压的影响。

    然后,开发板第1页上的现有输入电路将进一步限制输入电压,以保护ADS1298R。

    我希望此信息对您有所帮助,并能将这些方法应用到您的项目中。

    Bill Burris

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    您好,Bill Burris,

         非常感谢您的回复!

         非常感谢您的回答 和帮助!

         

        按照您的建议,我制作了上述示意图(仅绘制RA)。

        R154 (1k1W) I使用 2512封装。

        问题1. 我理解正确吗?

        问题2. 对于R3 (22.1k),0402 1/16W是否足够?

        问题3. 对于R154,您是否意味着应该在接头之前制作? 应该在导线中制作? 如果是在PCB板上制作,有什么区别?

        问题4: 对于R154,1k是否足够?  因为在SPRAB36B.pdf中它使用22k。

       问题5. 对于ECG_RL,TI参考板将D10放在R37之后(如下所示),但我认为应该放在R37之前。 你有什么意见?

        问题6. 对于ECG_RL,C92需要多少钱? TI主板参考没有给出值。  

      谢谢!

    弗兰克

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    您好,Frank!
    我可以回答您的第一个问题;是的,我认为您明白了,您提出的问题很好。
    1.是的,您所做的原理图更改几乎是正确的。 您需要在C18和C19的接头上添加BAT99T,以保护呼吸电路。
    2.当除颤器放电5KV时,SMBJ14二极管进行传导前有很短的时间。 此瞬态高电压峰值可在401电阻器主体上拱出。 我建议至少使用0603电阻器,使电极垫尽可能地分开,以最大程度地增大间隙距离。 此外,出于相同的原因,C18的零件至少应为60.31万V。
    3. 1K1W电阻器的位置必须位于连接器之前的导线路径中。 5KV除颤放电电压将拱起连接器引脚并从患者分流能量。 如果1K1W电阻器位于设备端,则导线必须能够承受5KV。 如果1K1w电阻器位于病人电极连接处,则导线只需承受25V电压。
    4.使用1K1W电阻器的原因是为了确保设备不会分流超过10 % 的除颤能量来自患者,每个导联线都应添加1K1W电阻器。 其电阻值仅为1Kohm且不高于此值的原因是用于呼吸传感。 电阻器位于患者阻抗路径中,感应到体阻抗变化1欧姆对于1千欧具有挑战性,对于更高的电阻是不可能的。
    5.对于RL连接,我建议移除C92,C31和R38。 SMBJ取代C31,1K1W取代R38。 电阻器R37应与其他患者输入电阻器相同。
    6.不需要C92。

    和另一份说明;
    除颤能量为5KV,约为400焦耳。 1K1W电阻器必须能够在大约40焦耳时承受5KV的10 % 能量。 我建议使用含铅碳补偿电阻器,它们是我发现适用于此应用的唯一部件。 查看Ohmite ox系列。
    SMBJ14二极管可以承受除颤能量,但如果电路板上有空间,您可能希望较大的SMCJ14更安全。

    令人兴奋的工程!
    Bill Burris
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    您好,Bill Burris,

       非常感谢您的详细建议! 我从你的回答中学到了很多东西。

       3.我觉得你的解释是合理的,我明白了。

         但我发现我购买的导线和导线没有1k1W保护电阻器。

         我在alibaba.com上没有找到任何带有保护电阻的导线和导线。

         可能是在PCB上制作的吗?

       4. RA和RL也用于呼吸检测,我可以使用1k1W吗?其他导联可以使用22k1W吗?

         因为22k1W的封装较小,而我的印刷电路板尺寸有限。

         我认为,通常导线应该具有相同的电阻值,以具有最大的CMRR。 但是电极电阻器可能因导联不同而不同,因为它们位于身体的不同部位,如果身体移动,电阻值可能会改变。 因此我认为,在PCB上为输入电阻器保留相同的值可能是不必要的。 您的机会是什么?

       谢谢你。

    弗兰克

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    您好Frank

    是的,只要ECG线能够承受5KV电压,电阻器就可以安装在电路板上。

    如果导线连接到板上,请确保连接器和电阻器之间有足够的间隙,以达到5KV。 (关于导线之间的8 mm)

    我不建议使用不同的输入电阻值,CMRR在ECG监护中非常重要。

    病人身上的电阻在任何导联之间变化不大。 主体阻抗通常小于100欧姆。

    心电图前端组件不匹配的问题是输入端的相位延迟差异。

    因此,尽可能保持组件匹配。

    我建议测试CMRR性能,以确保性能良好。

    良好的心电图设计目标是-90dB CMRR,绝对最低性能必须为-60dB CMRR。

    (请记住,勉强超过-60dB的设备在现实生活中通常不能很好地工作。)

    要测量心电图监护仪的CMRR性能,我参考RL SNAP导联,直接将1Vp-p正弦波应用于所有输入SNAP导联。

    然后,我慢慢地将输入频率从0.67Hz扫描到150Hz,并确保ECG输出显示屏上的信号不会超过1mV。 (1V输入和1mV输出为-60dB)

    我知道此测试与IEC中描述的测试不同,但如果您能通过此测试,则通过IEC测试不会有任何问题。

    (这就是EE测试ECG CMRR性能的方式,就像差分放大器一样。)

    祝您的设计好运!

    Bill Burris

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    您好,Bill Burris,

         "关于导线之间的8 mm ",您的意思是接头针脚之间至少应有8 mm 间隙,1k1w电阻器之间至少应有8 mm 间隙吗?

          然后连接器将非常大,至少为80 mm 长。

          谢谢你。

    弗兰克

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    尊敬的Bill:

    请看一下这个主题。

    我真的需要你们的帮助,它与除颤保护的同一主题有关

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