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[参考译文] ADS1298R:ADS1298R VCM

Guru**** 1986165 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS1298R, ADS1298
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/1438295/ads1298r-ads1298r-vcm

器件型号:ADS1298R
主题中讨论的其他器件: ADS1298

工具与软件:

您好、E2E 专家、

你好。

为 ADS1298R 输入创建虚拟共模(VCM)的最佳方法是什么(具有用于平均的可选信号、如 ADAS1000上的信号)? 没有内置的共模放大器、我们是否可以使用一些 RLD 电路、或者是否有一些外部解决方案来添加此功能?

此致、

TICSC

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    Jonard、您好!

    ADS1298R 具有一个连接到 RLD 放大器反相输入的内部求和点。 求和点本身形成交流共模信号、该信号通过同相输入端(通常为 RLD_REF)上存在的直流电压反相和相移。 共模信号本身并非与 RLD 放大器分开缓冲、因此总体幅度响应将根据为共模导出选择的电极数量而变化。  

    ADS1298中包含的这个信号链块有很多详细信息、包括在数据表、用户指南和 E2E 上的 Bio-FAQ 页面中

    此致、

    Ryan

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    您好、Ryan、

    我和 Jonard 一起、为一个普通客户提供支持。 我还有一个关于 RLD_REF 上可用的内部 RLD 求和的问题。 不同之处在于、求和信号在 ADS1298R 中的 PGA 之后获取、但在 ADAS1000中、求和信号在 PGA 放大器之前获取。 如果我了解推导情况取决于每个通道的 PGA 放大器增益、其中 ADS1298R 的默认增益为6?

    目前我正在使用可编程缓冲器和10k 电阻器从外部求解 VCM、以便从选定输入通道创建平均值。 然后将 VCM 置于负输入端。 为此、为了进行测试、可以从相同的输入或不同的输入获取 VCM?


    此致、

    Jejomar

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    尊敬的 Jejomar:

    是的、共模信号导出发生在 ADS1298的 PGA 输出之后。 这基本上充当每个电极输入的缓冲器、因为通过 PGA 没有共模增益。 只有 INxP 和 INxN 之间的差分信号会看到 PGA 的增益。

    我不理解以下内容的含义:

    然后将 vcm 输入到负输入端。 因此、出于测试目的、VCM 可以来自相同的输入或不同的输入?

    VCM 通常连接到 RLD 放大器反相输入。 人体的直流偏置连接到同相输入端。

    如果 VCM 源自3个主电极(RA、LA、LL)、它还可以用作 V1-6胸部电极的 WCT 电压基准。 这会连接到这些通道的 INxN 输入。

    此致、

    Ryan

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    您好、Ryan、

    感谢您的详细答复。  我的发言澄清:

    我已经在外部创建了一个独立的共模(Vcm)(请参阅下面的电路图)、其中输入通道 INx_P 由具有 SHDN 引脚的 OPAMP 选择。 平均(VCM)信号被馈送到 INx_N 输入。 这种独立的(外部) VCM 创建仅用于测试目的、因为我们不知道共模推导是否始终来自 与 RLD 类似的相同通道。 ADAS1000中也使用这一独立的解决方案来替代模拟器件。 我们尚未 测试这 在某些情况下是否真的有用、以便 ECG 信号质量更好。 出于我们的目的、我们需要同时用不同的导联系统(12个标准导联、Frank 导联等)测量 ECG 信号、并将电极置于胸部和背部。 这就是我们需要使用两个连接的 ADS1298R 器件的原因。

    我接下来的问题与此相关:

    1、独立共模电路的设计是否正确?

    2.如果有两个级联的 ADS1298R 模块(两个片选(CS)连接到 MCU)、则还可以使用 DMA 在不整合主机 MCU 的情况下进行自动乒乓缓冲器填充(ESP32-S3主机 MCU 支持用于 SPI 的 DMA)。

    此致、

    Jejomar

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    您好、Jejomar、

    1、上面的共模推导电路看起来是正确的。 但是、我想问一下为什么客户没有使用 ADS1298中包含的 WCT 放大器? 他们是否需要超过3个电极进行共模导出? 否则、它们可以使用3个 WCT 放大器为正电极生成负基准。 如果需要、可以在两个 ADS1298器件之间共享相同的 WCT 电压。

    2.从 ADS1298器件的角度来看、只要在 nDRDY 中断之间完全读取所有数据、使用传统的 SPI 或 DMA 来读出转换数据就不重要。 ADS1298本身没有 FIFO、因此必须在一个数据速率周期内读取所有数据、否则该数据会被下一个转换结果覆盖。

    此致、

    Ryan

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    Ryan、您好!

    我们希望使用多达16个输入通道(第一个通道用于呼吸)、其中共模应来自任何输入通道组合。 为了实现多达16个通道、我们计划将两个级联的 ADS1298R 互连、以便还从任何16个输入通道派生配置 RLD。

    2.我们已经有一个用于与一个 ADS1298R 器件进行 SPI 通信的主机 MCU 软件、其中只能通过 DMA 通道来读取数据(DRDY 用作 DMA 触发器、其他 DMA 通道用于填充两个乒乓缓冲器)。 仅当其中一个缓冲器已满时、MCU 内核才被唤醒。 但有一个问题:是否也可以实现 DMA、以在不整合 MCU 内核的情况下从两个级联连接的 ADS1298R 器件读取数据、因为有两个单独的片选(CS)信号、其中每个器件都必须启用并单独读取数据。 或者在这种情况下是使用菊花链进行连接的唯一选项? 但在菊花链连接中、我认为不存在为 RLD 推导选择通道等可能性。


    此致、

    Jejomar

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    您好、Ryan、

    我可以要求跟进吗? 谢谢!


    此致、

    Jejomar

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    尊敬的 Jejomar:  

    如果客户参考的是 RLD 共模导出、则可以 短接两个 ADS1298R 器件的 RLDINV 引脚、以便可以使用16个通道输入(INxP 和 INxN)中的任何一个。

    上面分享的原理图显示了一个分立式求和电路、该电路将 ADC 通道的负输入驱动为共模基准。 这就是为什么我建议为此使用内部 WCT 放大器、但我了解到客户希望扩大电极的选择范围。 在这种情况下-是什么将共模电压驱动到人体? RLDOUT 是否用于这两个目的?

    您可以在保持单独/CS 引脚的同时以菊花链形式连接数据。 配置器件寄存器时、可以为每个器件独立使用/CS 信号。 读取数据时、/CS 引脚为低电平、并将器件1的 DOUT 引脚以菊花链方式连接到器件0的 DAISY-IN 引脚。

    此致、

    Ryan

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    Ryan、您好!

    感谢您对菊花链的推荐! 使用单独的 CSS 配置寄存器、然后只读取​​菊花链配置中的值、这可能是一种我将测试的更简单 DMA 实现的解决方案。

    建议的 ECG 测量系统应可针对 RLD 通道导出设置以及独立针对 VCM 通道导出设置进行配置。 我们始终采用单极测量通过软件后处理来计算各个导联。

    例如、标准的12导联 ECG (RA、LA、LL、C1-C6)测量系统将根据肢体信号计算 Einthoven 导联(I II、III)、威尔逊中心端子和 V1-V6导联将通过后处理根据胸部信号计算。 我们假设在这种情况下、RLD 将从所有测量信号中导出、而 RLD 将通过一个单独的 RL 电极连接到人体。 然后、VCM (参考电位)将由连接至人体的下一个单独电极进行测量、或通过所选信号的平均值进行计算(例如、我们目前不知道 VCM 是否也将从所有测量信号中导出、或者是否只选择 C1-C6)。 目的是通过 RLD 和 VCM 信号导出来实现尽可能出色的信号质量。

    此系统还将用于其它 ECG 电极配置、如 Frank LEAD 系统或其它导联系统、这些导联系统将在我们的组织中进行测试以用于开发目的。

    请告诉我、正如 ADAS1000中使用的那样、分别针对 VCM 和 RLD 对信号推导的这种考虑是否正确。 或者、如果存在一些不正确的假设、例如 VCM 和 RLD 应始终来自相同的信号。


    此致、

    Jejomar

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    尊敬的 Jejomar:

    我担心相对于外部产生的 Vcm 单独测量所有电极会降低系统 CMR。 在后处理中、计算差分导联(即 LA - RA)理论上应该会从结果中抵消 VCM、但额外的电路也可能会导致不必要的不匹配增加、从而导致共模到差分信号转换。

    如果您根据以前的经验对这种系统架构有信心、则该方法至少足够灵活、以便您优化正确的配置。  也许您可以添加一个选项、也允许 RLD 输出用作 VCM 输入、这样驱动到身体的信号与每个电极所测量的信号完全相同。 这种尝试是否合理?

    此致、

    Ryan

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