許多因素決定了患者監(jiān)護裝置需要低電壓、低功耗運行，因此需要低功耗、高精度的集成電路裝置。一個因素是電池的持續(xù)使用:電池已經(jīng)在動態(tài)心電圖監(jiān)視器和其他便攜式心電圖系統(tǒng)中使用了幾十年。作為唯一的電源，低壓電池保證了病人(和設(shè)備)在發(fā)生故障時不會接觸到高功率電壓，所以必須使用低功率IC來延長電池壽命。

 

心率監(jiān)測器(HRM)

 

 

人力資源管理是一種個人監(jiān)控設(shè)備，患者可以使用它來實時測量心率或記錄心率以供以后研究。HRM的主要功能是計算心率，顯示心電圖波形，并提供脫鉛檢測。人力資源管理通常是便攜式和電池供電，所以功耗必須低。

 

在本文提出的設(shè)計中，HRM模擬前端采用了微功率儀表放大器、運算放大器、12位ADC的微轉(zhuǎn)換器、采樣放大器和數(shù)字處理器。處理后的數(shù)據(jù)被發(fā)送到PC機進行顯示。

 

HRM仿真前端

 

微功率儀器放大器構(gòu)成了優(yōu)秀的HRM輸入放大器，其具有功率小、體積小、頻率范圍內(nèi)共模抑制比(CMMR)高、軌對軌輸入輸出等特點，非常適合于這類應(yīng)用。皮膚電位范圍為0.2mV ~ 2mV。高性能微功率放大器可以解決人體皮膚電位測量的許多常見問題。對于這樣的應(yīng)用，最好的儀器放大器應(yīng)該有一個高的CMMR來抑制共模信號，例如手術(shù)室設(shè)備中的線路噪聲或高頻EMI。它還應(yīng)該有一個軌對軌輸出特性，以提供一個廣泛的動態(tài)范圍，從而提供更高的增益，這是難以實現(xiàn)的典型儀器放大器。此外，當(dāng)串聯(lián)輸入電阻用于微功率計放大器之前(例如ADI的AD8236)，設(shè)計者應(yīng)該配置一個RC濾波器來減少高頻噪聲。

 

微功率計放大器連接到積分器反饋網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)使用4.7 k u F 100Ω電阻,電容和建立高通濾波器的截止頻率- 3 db。它可以抑制由電極的半電池超電位產(chǎn)生的任何差動直流遷移。

 

微功率運算放大器為微弱信號的放大提供了13倍的額外增益。有源二階低通貝塞爾濾波器用于消除約50Hz以上的信號。

 

由于電路是電池供電的，將電路的參考電壓連接到患者身上可以使患者作為參考，從而提高共模抑制性能。這對測量人體產(chǎn)生的心電信號很重要。請注意，有些機器的動力來自踏板，因此不使用隔離。