TI常见的模数转换器芯片详解(一):ADS1298

TI发布的ADS129x系列器件提供完整集成的模拟前端（AFE）功能，可用于病人监护、便携式和高端心电图（ECG）及脑电图（EEG）设备。开发这种集成电路的工程师队伍必须平衡一些极具挑战性的设计目标：每通道功耗小于750uW，噪声符合IEC的ECG标准（10uVp-p输入），尺寸为8mmx8mm，以便支持便携式和一次性ECG贴片应用，以及低成本。ADS1298就是ADS129x系列器件中的一员，

ADS1298模数转换器介绍

ADS1298是（ACTIVE） 具有集成 ECG 前端的 8 通道 24 位模数转换器，主要用于心电图 （ECG）监控中。

ADS1294/6/8/4R/6R/8R是多通道，同步采样，24位，三角积分（ΔΣ）模数转换器（ADC）系列产品，此产品具有内置的可编程增益放大器（PGA），内部基准，和一个板载振荡器。 ADS1294/6/8/4R/6R/8R包含了所有医疗心电图（ECG）和脑电图（EEG）应用所通常要求的所有特性。

借助于其高水平的集成和出色的性能，ADS1294/6/8/4R/6R/8R系列产品可以用大大减小的尺寸，功率，和总体成本来开发可扩展的医疗仪器。

ADS1294/6/8/4R/6R/8R在每通道上有一个灵活输入复用器，此复用器可独立连接至用于测试，温度，和持续断线检测的内部生成信号。 此外，可选择输入通道的各种配置生成右腿驱动器 （RLD） 输出信号。 ADS1294/6/8/4R/6R/8R运行数据速率最高可达32KSPS，因此可实现软件PACE检测。 可通过上拉／下拉电阻器或激磁电流源极／汲极为该器件内部实施持续断线检测。 3个集成的放大器生成标准12引线ECG所需的威尔逊（Wilson）中心终端（WCT）和高德伯格（Goldberger）中心终端（GCT）。 ADS1294R/6R/8R版本包括一个完全集成的，呼吸阻抗测量功能。

多个ADS1294/6/8/4R/6R/8R器件可使用菊花链配置级联在高通道数量系统中。

封装选项包括微小型 8mm × 8mm ，64焊球 BGA与TQFP-64封装。 ADS1294/6/8 BGA版本商用额定温度范围为0°C至+70°C。 ADS1294R/6R/8R BGA和ADS1294/6/8 TQFP版本工业用额定温度范围是–40°C至+85°C。

特性

8个低噪音PGA和8个高分辨率ADC（ADS1298， ADS1298R）

低功耗：每通道 0.75 mW

输入参考噪声：4μVPP（150Hz BW， G = 6）

输入偏置电流：200pA

数据速率：250SPS至32kSPS

CMRR：–115dB

可编程增益：1，2，3，4，6，8或者12

支持AAMI EC11，EC13，IEC60601-1，IEC60601-2-27，和IEC60601-2-51标准

单极或双极电源：

AVDD = 2.7V至5.25V，DVDD = 1.65V至3.6V

内置右腿驱动放大器，检测，WCT，PACE检测，测试信号

集成的呼吸阻抗测量（只适用于ADS1294R/6R/8R）

数字PACE检测功能

内置振荡器与参考

灵活的断电，待机模式

串行外设接口（SPI）- 兼容串口

运行温度范围：

–40°C至+85°C

图1：TI的8通道、24位集成式模拟前端器件ADS1298的平面图。在这个8mmx8mm的裸片上集成了43个独立IC的功能。

再深入一点，图2显示了ADS1298 的SEM横截面。从图中可以看出，ADS1298使用了鲁棒性、高良率的0.35um 4层铝Bi-CMOS工艺。Bi-CMOS工艺和低噪声双极放大器成就了ADS1298的低功耗和低噪声性能。

图2：TI ADS1298芯片的SEM横截面图，图中显示使用了成熟的、高良率且可靠的4层铝0.35um工艺。