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MAX30003 Guida AFE biopotenziale: analisi del circuito, configurazione del pin, foglio dati e confronto AD8232

La tecnologia indossabile ha rimodellato il modo in cui affrontiamo il monitoraggio della salute, unendo perfettamente la convenienza con la funzionalità di livello clinico.Dominante a questa evoluzione è il Max30003, un sofisticato frontend analogico biopotenziale su misura per dispositivi indossabili e remoti di monitoraggio della salute.È progettato per l'efficienza energetica e la precisione e consente letture accurate di elettrocardiogramma (ECG) e approfondimenti sulla salute, rendendolo una scelta popolare.In questo articolo, scaviamo nelle caratteristiche avanzate di Max30003, dalle sue basse capacità di consumo di energia e dallo filtro del rumore al suo design flessibile che supporta diverse applicazioni di monitoraggio della salute, esplorando come contribuisce a cure affidabili e continue del paziente e monitoraggio di fitness.

Catalogare

Panoramica di Max30003

IL Max30003 è un front-end analogico biopotenziale versatile, ideale per la tecnologia indossabile che si rivolge sia alle applicazioni cliniche che al fitness.Progettato per l'efficienza energetica, supporta una durata della batteria prolungata fornendo una frequenza cardiaca affidabile e un monitoraggio dell'ECG.Con un singolo canale biopotenziale, il Max30003 misura in modo efficiente l'ECG e la frequenza cardiaca, rendendolo adatto a una vasta gamma di esigenze di monitoraggio sanitario.Questa caratteristica a bassa potenza si estende a una modalità di standby ultra-bassa, rendendola ideale per i dispositivi che richiedono un monitoraggio continuo su lunghe durate senza frequente ricarica.

Il dispositivo incorpora la protezione da scarico elettrostatico (ESD) e il filtro EMI) di interferenza elettromagnetica (EMI) per migliorare l'affidabilità in varie condizioni.Queste garanzie sono utili per i dispositivi frequentemente esposti a interruzioni elettriche, che possono altrimenti compromettere l'integrità dei dati.Affrontando questi problemi, il Max30003 garantisce una resilienza accurata dei dati e dei dispositivi, di base per un monitoraggio affidabile in ambienti clinici e di fitness.Questa solida protezione supporta prestazioni coerenti, soddisfacendo le richieste di dispositivi indossabili di lunga durata e affidabili.

Ulteriori caratteristiche, come il polarizzazione interna dei lead e il rilevamento automatico di lead-off, migliorano ulteriormente l'usabilità di Max30003.Con un'elevata impedenza di input, il basso rumore e le impostazioni di guadagno personalizzabili, il dispositivo è adattabile a diverse intensità del segnale, garantendo la precisione tra le applicazioni.I suoi filtri passa-basso e passa-alto integrati migliorano la chiarezza del segnale, mentre l'ADC ad alta risoluzione svolge un ruolo pericoloso nella raccolta di misurazioni accurate, dinamiche per l'analisi dettagliata dei dati sanitari.

Configurazione del pin

Numero pin	Nome PIN	Descrizione
1, 2, 4, 5, 24, 26	CIRCUITO INTEGRATO.	Connesso internamente.Connettiti ad Agnd.
3, 8, 28	Agnd	Potenza analogica e terra di riferimento.Connettersi al Piano di terra del circuito stampato.
6	ECGP	ECG Input positivo
7	ECGN	Input negativo ECG
9	Capp	Ingresso filtro passa-alto analogico.Collegare un 1μf x7r condensatore (CHPF) tra CAPP e CAPN per formare una risposta passa-alto a 0,5Hz in il canale ECG.
10	Capn	Ingresso filtro passa-alto analogico.Collegare un 1μf x7r condensatore (CHPF) tra CAPP e CAPN per formare una risposta passa-alto a 0,5Hz in il canale ECG.
11	Cpll	Ingresso filtro a loop PLL.Collegare il cappuccio da ingranaggio 1NF tra CPLL e Agnd.
12	DGND	Ground digitale per i driver del core digitale e I/O. Consigliato per connettersi al piano AGND.
13	Dvdd	Tensione di alimentazione del core digitale.Connettiti ad AVDD.
14	Fclk	Orologio esterno da 32.768kHz che controlla il campionamento di i convertitori e decimator interni Sigma-Delta.
15	CSB	Ingresso a selezione del chip-bassa attiva.Abilita il seriale interfaccia.
16	SCLK	Ingresso dell'orologio seriale.Orologi dati dentro e fuori dal seriale interfaccia quando CSB è basso.
17	SDI	Input di dati seriali.SDI viene campionato nel dispositivo su Il bordo di salita di SCLK quando CSB è basso.
18	SDO	Output di dati seriali.SDO cambierà stato sulla caduta bordo di SCLK quando CSB è basso.SDO è tre stato quando il CSB è alto.
19	Ovdd	Tensione di alimentazione dell'interfaccia logica
20	Int2b	Interrupt 2 output.Int2b è un output di stato attivo. Può essere utilizzato per interrompere un dispositivo esterno.
21	Intb	Interrompere l'output.INTB è un output attivo di stato basso attivo.Esso può essere utilizzato per interrompere un dispositivo esterno.
22	Avdd	Tensione di alimentazione del core analogico.Connettiti a DVDD.
23	Vref	Output del buffer di riferimento ADC.Collegare una ceramica X5R da 10μF condensatore tra VREF e AGND.
25	VCM	Output tampone in modalità comune.Collegare una ceramica X5R da 10μF condensatore tra VCM e AGND.
27	VBG	Output del filtro del rumore di banda.Collegare una ceramica X7R da 1,0μF condensatore tra VBG e AGND.
Ep	-	Pala esposta.Connettiti ad Agnd.

Modelli CAD

Simboli

Impronte

Modelli 3D

Caratteristiche

Caratteristica	Descrizione
ECG di grado clinico AFE	Convertitore di dati ad alta risoluzione con 15,5 bit efficaci risoluzione e rumore P-P 5 µV
CMRR del mondo reale migliorato	Capacità di avvio a secco migliorato con completamente differenziale Struttura di input e CMRR> 100dB
Elevata impedenza di input	Elevata impedenza> 500 MΩ per basso da comune a differenziale conversione della modalità
Attenuazione minima del segnale	Riduce la perdita del segnale all'ingresso durante le partire a secco a causa di alta impedenza elettrodo
Gamma di offset ad alta DC	± 650 mV (tipico a 1,8 V), compatibile con vari elettrodi
Gamma dinamica AC elevata	65 mV P-P, impedisce la saturazione di AFE dal movimento o diretto colpi di elettrodo
Durata della batteria più lunga	Consuma solo 85 µW a una tensione di alimentazione da 1,1 V
Funzione di interrupt leads-on	Consente al microcontrollore di rimanere in modalità di sonno profondo fino a Viene rilevata una condizione di piombo valida
Lead-on Detect Current	Porta bassa di 0,7 µA (tipico)
Rilevamento della frequenza cardiaca incorporata	Rilevamento delle risorse umane a bordo con funzione di interruzione, riducendo Carico di elaborazione del microcontrollore
Rilevamento R-R robusto	Efficace in ambienti ad alto movimento con potenza molto bassa consumo
Interruzioni configurabili	Consente il risveglio del microcontrollore su ogni battito cardiaco, Ridurre la potenza del sistema
Alta precisione	Abilita l'estrazione di più dati fisiologici
Buffer FIFO di 32 parole	Supporta il risveglio di microcontroller ogni 256 ms con pieno Acquisizione ECG
Interfaccia SPI ad alta velocità	Facilita il trasferimento rapido dei dati
Corrente di arresto basso	Consuma solo 0,5 µA (tipici) in modalità di spegnimento

Specifiche tecniche

Ecco la tabella delle specifiche tecniche per la massima integrata Max30003cti+.

Tipo	Parametro
Tempo di consegna della fabbrica	9 settimane
Tipo di montaggio	Monte della superficie
Pacchetto / caso	PAD EXPOSED 28-WFQFN
Monte della superficie	SÌ
Numero di spille	28
Confezione	Vassoio
Pubblicato	2016
Codice JESD-609	E3
Codice Pbfree	SÌ
Stato parte	Attivo
Livello di sensibilità all'umidità (MSL)	1 (illimitato)
Numero di terminazioni	28
Tipo	ECG Front End
Finitura terminale	Stagno opaco (SN)
Temperatura operativa massima	70 ° C.
Temperatura operativa min	0 ° C.
Applicazioni	Monitoraggio della frequenza cardiaca
Codice HTS	8542.39.00.01
Posizione terminale	Quad
Forma terminale	Nessun vantaggio
Piccola temperatura di reflow (cel)	260
Numero di funzioni	1
Tensione di alimentazione	1.8v
Terminal Pitch	0,5 mm
Time@Peak Reflass Temperature-Max (S)	Non specificato
Numero parte base	Max30003
Grado di temperatura	COMMERCIALE
Tensione di alimentazione massima	2v
Tensione di alimentazione min	1.2v
Lunghezza	5 mm
Altezza seduta (max)	0,8 mm
Larghezza	5 mm
Raggiungere svhc	Nessun svhc
Stato ROHS	ROHS3 conforme

Parti per il confronto

Numero parte	Produttore	Pacchetto / caso	Numero di spille	Tensione di alimentazione min	Tensione di alimentazione	Tensione di alimentazione massima	Stato ROHS	Tipo di montaggio	Piccola temperatura di riflusso
Max30003cti+	Massimo integrato	PAD EXPOSED 28-WFQFN	28	1,2 v	1.8 v	2 v	ROHS3 conforme	Monte della superficie	260
TLV320AIC23BIPWR	Texas Instruments	Cuscinetto esposto da 28-wfqfn	28	1,5 v	3.3 v	3.6 v	ROHS3 conforme	Monte della superficie	260
TLV320AIC23BIRHD	Texas Instruments	28-TSSOP (0,173, 4,4 mm)	28	1.42 v	-	3.6 v	ROHS3 conforme	Monte della superficie	260
SSM2603CPZ-Reel7	Analog Devices Inc.	Cuscinetto esposto a 28 VFQFN	28	1.42 v	-	3.6 v	ROHS3 conforme	Monte della superficie	260
TLV320AIC23BRHDR	Texas Instruments	Cuscinetto esposto a 28 VFQFN	28	1.42 v	-	3.6 v	ROHS3 conforme	Monte della superficie	260

Diagramma a blocchi funzionale

Integrazione del circuito MAX30003

Nei sistemi ECG, gli elettrodi fissati sulla pelle rilevano potenziali differenze provenienti dalla sottile attività elettrica del cuore.Il Max30003 sfrutta un canale biopotenziale dedicato per catturare questi segnali.Attraverso l'integrazione strategica di numerose unità MAX30003 in configurazioni parallele e multi-piombo, come quelle in un monitor Holter a 3 tiri, possono essere realizzate.In genere, questa disposizione richiede l'uso di due unità, sfruttando l'elaborazione del segnale per derivare il terzo vantaggio.

Monitoraggio Holter a 3 piombo con Max30003

Il Max30003 è abile nel supportare l'architettura di un monitor Holter a 3 lead.Un terminal centrale di Wilson (WCT) è un componente chiave in questo progetto, con una media di potenziali da tre elettrodi posizionati strategicamente e aiutando la minimizzazione del rumore.Il dispositivo è progettato per gestire abile l'interferenza da fonti comuni, come le linee elettriche, garantendo l'estrazione di un segnale incontaminato privo di rumore.

Nelle applicazioni, un sistema a 3 piombo attentamente archiviato con un posizionamento preciso degli elettrodi può elevare sostanzialmente il processo diagnostico offrendo una visione più ampia della dinamica cardiaca.La ricerca indica che una robusta configurazione a 3 aldici fornisce un monitoraggio continuo affidabile.Tale sistema è vantaggioso per il rilevamento tempestivo di aritmie.

Interferenza del rumore e della modalità comune

La qualità del segnale ECG è spesso sfidata dal rumore esterno, derivante da interferenze di linea, artefatti correlati al movimento e contrazioni muscolari.Il Max30003 integra metodologie di filtraggio all'avanguardia per contrastare questi disturbi.Il suo elevato rapporto di rifiuto in modalità comune (CMRR) e i circuiti di ingresso differenziale avanzato frenano significativamente il rumore in modalità comune, aumentando così l'integrità del segnale.L'utilizzo di un elettrodo extra per la cancellazione del rumore attivo purifica ulteriormente il segnale catturato.

Le esperienze evidenziano che il sostegno della qualità del segnale costante beneficia notevolmente dal posizionamento strategico degli elettrodi e dall'adesione alle pratiche raccomandate, come garantire un contatto fermo tra elettrodi e pelle e consulenza sulla quiete relativa durante le registrazioni ECG.Queste misure sono efficaci nel ridurre le distorsioni e gli artefatti.

Gestione del potenziale corporeo

Nelle configurazioni ECG portatili, è necessaria un'efficace gestione del potenziale corporeo per ottenere letture precise.Il Max30003 adotta un elettrodo dedicato alla gamba destra (RL) per stabilizzare il potenziale corporeo, prevenendo la deriva elettrica e garantendo che gli amplificatori funzionino nel loro intervallo ottimale.Nelle configurazioni prive di un elettrodo RL, la gestione del potenziale corporeo può essere facilitata attraverso l'uso di resistori di bias di piombo programmabili.

L'efficace gestione del potenziale corporeo può influenzare notevolmente l'accuratezza della misurazione.Incorporare loop di feedback e incorporare algoritmi adattivi per gestire dinamicamente il potenziale corporeo è un approccio praticabile per ottenere letture più accurate e coerenti, specialmente in diverse impostazioni fisiologiche e ambientali.

Schema di applicazione tipico

Usa Circuito del caso

Confrontare le specifiche Max30003 e AD8232

Attributo	Max30003	AD8232
Numero di prodotto di base	Max30003	AD8232
Categoria	Circuiti integrati (ICS) ICS specializzati	Schede di sviluppo, kit, valutazione dei programmatori e Schede e kit dimostrativi
Produttore	Massimo integrato	Analog Devices Inc.
Serie	-	-
Pacchetto	Vassoio	Scatola
Stato parte	Attivo	Attivo
Tipo	ECG Front End	Interfaccia

Usi popolari per il sensore ECG MAX30003

Il Max30003 è principalmente adatto a varie applicazioni, in particolare nel monitoraggio della salute, nel monitoraggio del fitness e nella bio-autenticazione.L'esplorazione di questi domini evidenzia il loro impatto tangibile e i vantaggi nell'uso quotidiano.

Monitor per eventi a piombo singolo per l'osservazione dell'aritmia

Nel mondo dell'osservazione dell'aritmia, i dispositivi con il chip Max30003 si distinguono per la loro capacità di rilevare e monitorare i ritmi cardiaci irregolari.Con la capacità di identificare le anomalie precoce e precisamente, questi monitor sono uno strumento dinamico per la risposta medica tempestiva.Una gamma di dispositivi sanitari moderni incorpora i monitor di eventi per il monitoraggio del ritmo cardiaco continuo.Impiegano algoritmi sofisticati per discernere irregolarità minori da condizioni più gravi, rafforzando così la cura dei pazienti.

Patch wireless per il monitoraggio remoto dei pazienti

L'avvento delle patch wireless che incorporano Max30003 sta trasformando la sorveglianza dei pazienti remoti.Questi dispositivi consentono una condivisione dei dati ECG ininterrotta, consentendoti a supervisionare la salute cardiaca da remoto.La tecnologia si rivela vantaggiosa per te, offrendo il comfort di visite ospedaliere ridotte.L'affidabilità e la precisione che queste patch forniscono assicurano che le decisioni sanitarie siano prese prontamente e con approfondimenti.

Monitor della frequenza cardiaca dei tracker fitness nelle bande toraciche

Nei circoli di fitness, le fasce toraciche con monitor di frequenza cardiaca che includono il Max30003 sono ampiamente utilizzate.Questi strumenti offrono metriche di frequenza cardiaca accurate, aiutando gli atleti e i devoti di fitness nel perfezionare le loro strategie di allenamento.Interpretando i dati biometrici, gli individui possono adattare i loro esercizi per ottenere zone di frequenza cardiaca mirate, aumentando così l'efficacia e la sicurezza dei loro allenamenti.L'utilità e il successo di questi monitor sono ben consolidati in diversi ambienti di fitness.

Verifica basata su ECG nei sistemi di bio-autenticazione

I sistemi di bio-autenticazione che sfruttano la verifica basata su ECG offrono un'applicazione all'avanguardia del Max30003.Sfruttando i segnali elettrici distintivi del cuore di una persona, questi sistemi forniscono una forma solida e affidabile di verifica dell'identità.Questo metodo sta guadagnando trazione in aree di alta sicurezza in cui i sistemi convenzionali possono fallire.La natura individualizzata dei modelli ECG garantisce una formidabile barriera contro l'accesso non autorizzato, rafforzando drasticamente i protocolli di sicurezza.

Panoramica del produttore

Maxim integrato, ora parte dei dispositivi analogici, ha un ruolo sostanziale come fornitore leader di IC analogici e di segnale misto.Questa integrazione posiziona l'azienda per sfruttare ampie conoscenze del settore, consentendo lo sviluppo di soluzioni sofisticate e pionieristiche.Radicato in una profonda comprensione dell'evoluzione tecnologica e delle tue esigenze, le loro innovazioni sono guidate da una miscela di competenza e intuizione del mercato.

All'interno della sfera automobilistica, Maxim crea soluzioni che elevano la dinamica del veicolo, sostengono le misure di sicurezza e migliorano le interazioni del conducente.I loro ICS di gestione dell'energia sono fondamentali per ottimizzare il consumo di energia, garantendo l'affidabilità anche in ambienti impegnativi.Allineando l'ingegneria avanzata con una comprensione esatta delle esigenze automobilistiche, il massimo contribuisce attivamente al futuro della tecnologia di guida.

PDF da foglio dati

TLV320AIC23BIPWR Dati fogli:

TLV320AIC23B.PDF

TLV320AIC23BIRHD Dati fogli:

TLV320AIC23B.PDF

SSM2603CPZ-REEL7 Dati fogli:

SSM2603.pdf

TLV320AIC23BRHDR Data fogli:

TLV320AIC23B.PDF