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[参考译文] ADS1294:信号怪异

Guru**** 2387060 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS1294
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/1214013/ads1294-weird-signals

器件型号:ADS1294

尊敬的 TI 团队:

使用 ADS1294芯片测量 EMG 信号时遇到一些困难。 使用一个简单的定制板来测量信号。 我甚至不知道"问题"是数字的还是模拟的。

我想从这个问题开始。  随后进行配置。

1.问题

1.我有一个通过 通道1上的音频插孔连接的方波信号(还连接了示波器)。 其他引脚保持悬空。

我的串行绘图仪显示以下图表、该图表具有直流偏移 、但 示波器上也显示了该偏移。 振幅也看起来很好。 在 y 轴上为5毫伏。

但有时会发生这种情况、似乎我可以对其施加影响、例如接触接地连接或笔记本电脑(在这种情况下、所需的信号消失):

  

现在我们来看看现场的结果(无 RLD)、通道3通过2个湿电极和音频插孔连接到我的皮肤(两头肌):

1.可以很好地检测单肌肉收缩,以及50Hz 的 电力线干扰。 但是:我在拍摄截图时一直触摸接地引脚。

2.在不接触接地的情况下,这些信号会返回:

未连接的浮动通道也采取了怪异的做法:

如果我们检查一下频率、会发现有50 Hz 谐波?!

如果我只是将通道保持未连接状态:

奇怪的是、激活 RLD 不会产生影响。

2.配置和编码

ADS1924由 USB (单极;VDDA = 5V、VDD = 3.3V)供电的微控制器电路板供电。 数据使用 Arduino 框架(带 mbedOS)从 ADS1924传输到 STM Cortex M7微控制器。 在 MCU 上、字节会转换为有符号整数、并 计算相关电压。 之后、样本通过 USB (串行端口)传输到我的计算机、并在某些串行绘图仪中绘制。

ADS 的配置如下所示:

send_command(SDATAC);

SPI.transfer(WREG | CONFIG1);
delayMicroseconds(5);
SPI.transfer(0x00);
delayMicroseconds(5);
SPI.transfer(0b11000101); // HR mode | multiple readback mode | clock output disabled | 1kSPS
delayMicroseconds(10);

SPI.transfer(WREG | CONFIG2);
delayMicroseconds(5);
SPI.transfer(0x00);
delayMicroseconds(5);
SPI.transfer(0x00); // No test signal
delayMicroseconds(10);

SPI.transfer(WREG | CONFIG3);
delayMicroseconds(5);
SPI.transfer(0x00);
delayMicroseconds(5);
SPI.transfer(0b11101000); // internal ref buf | 4V VREFP | RLDREF internal but buffer pwd
delayMicroseconds(10);
delay(50);

SPI.transfer(WREG | CH1SET);
delayMicroseconds(5);
SPI.transfer(0x03);
delayMicroseconds(5);
SPI.transfer(0b00000000); // 1 -> Normal operation, PGA = 6, Normal Electrode Input
delayMicroseconds(5);
SPI.transfer(0b00000000); // 2
delayMicroseconds(5);
SPI.transfer(0b00000000); // 3
delayMicroseconds(5);
SPI.transfer(0b00000000); // 4
delayMicroseconds(10);
  
send_command(RDATAC);

4.问题

您是否知道为什么会发生这种情况? 这是否正常? 为什么所有这些信号都被"拉至零"?

是因为一些奇怪的干扰、还是只是我的算法/转换垃圾/错误?

如何阻止此情况并测量干净的 EMG 信号?

为什么 RLD 对信号没有影响(配置3:RLD_MEAS = 0 | RLDREF_INT = 1 | PD_RLD = 1且 RLD 电极连接到皮肤)?

非常感谢您的任何想法和帮助!

大家好

Benjamin Geiger

  • 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。

    您好!

    0.您是否有 ADS1294评估套件/评估板(EVM)?  您是否曾使用过 EVM 进行过一些初步测试、例如针对 ECG 和 EMG 进行过初步测试?

    强烈建议使用 EVM 进行一些初步测试和评估、以便首先获得一些了解。

    -------------------------------------------------------

    1.我不是 EMG 专家。 但是、我可能会建议一些有助于解决噪音问题的典型方法。

    a.首先尝试上面的步骤0、然后查看是否可将 ECG/EMG 模拟器连接到自己的系统、并查看波形或噪声在这两者之间有何差异?

    如果您不熟悉 EMG 信号通常是什么样的、建议您首先使用 ECG 模拟器。

    b.所有与电源相关的电源和元件是否均清洁且噪声低? 例如、是否使用电池供电? 50/60主电源是否连接到产品和/或计算机? 如果有机箱和/或外壳、产品的接地拓扑如何。 所有这些都需要连接和测试、并可能影响信号质量和完整性。

    c.一定要尝试测试和比较 RLD 电极及其相关开关。 产品设计人员和开发人员将需要进行专业测试和数据收集与分析、以找到与产品相关的适当 RLD 相关设置(即、电缆、电线、电极、贴片、 凝胶、外壳、皮肤纹理等)。

    2.除了0和1的步骤。
      也许您可以将 ADS 配置为
      a.内部短路和
      b.先发送内部测试信号和
      移除所有输入连接、并查看内部本底噪声和内部测试信号是什么样的。 希望它们干净。 如果不干净、则需要通过查看和分析这些内部短路和内部测试波形来找出噪声源。 从较低增益和较慢 SPS 开始、然后转为使用较高增益和较高 SPS。

    3.您可以将您的原理图设计与 ADS1294EVM (在 TI webiste 上提供)进行比较,看看是否有任何显著差异或问题。
       如果您使用的是客户的 PCBA、不妨进行检查、以确保所有与模拟相关的电源和信号都远离数字信号线。

    谢谢

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    您好!

    非常感谢您快速、详细的回答。 我非常感谢。  

     实际上、我应该对 EVM 进行一些初步测试、但我没有这么做。 我将获取一个示例、并 与定制 PCBA 进行一些测试和比较。

    在张贴在这里后,我认为一切再次通过,并得出一个相当简单的结论/业余的错误,我将尝试确认下星期:

    -由于未连接/未激活 RLD 共模电压是浮动和未知的。 有时它会 超出 ADS 的绝对限制、信号线路会降至零。 例如、触摸接地会影响共模电压并将输入信号拉至允许的范围内。

    ->使用 RLD 和单端输入与差分输入及交流耦合进行的实验应该能提供更深入的了解。

    我会随时向您发布信息、并 在出现更具体的问题时回复您。

    大家好

    本杰明  

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    谢谢