ADS1294、ADS1296、ADS1298（ADS129x）和ADS1294R、ADS1296R ADS1298R（ADS129xR）是一系列多通道、同時(shí)采樣、24位、δσ（ΔΣ）模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），內(nèi)置可編程增益放大器（PGA）、內(nèi)部參考和板載振蕩器。ADS129x和ADS129xR包含了醫(yī)療心電圖（ECG）和腦電圖（EEG）應(yīng)用中常見(jiàn)的所有功能。憑借高度集成度和卓越性能，ADS129x和ADS129xR能夠以顯著降低體積、功耗和整體成本的可擴(kuò)展醫(yī)療儀器系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。
*附件：ads1294r.pdf

ADS129x和ADS129xR每個(gè)信道配備一個(gè)靈活的輸入復(fù)用器（多工器），可獨(dú)立連接到內(nèi)部生成的信號(hào)，用于測(cè)試、溫度和引線檢測(cè)。此外，輸入通道的任何配置都可以選擇用于推導(dǎo)右腳驅(qū)動(dòng)（RLD）輸出信號(hào)。ADS129x 和 ADS129xR 的數(shù)據(jù)速率高達(dá) 32 kSPS，從而實(shí)現(xiàn)軟件節(jié)奏檢測(cè)。引線檢測(cè)可以在器件內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，可以通過(guò)上拉或下拉電阻，或激勵(lì)電流匯或源電路實(shí)現(xiàn)。三臺(tái)集成放大器產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)12導(dǎo)聯(lián)心電圖所需的Wilson中央終端（WCT）和Goldberger中央終端（GCT）。ADS129xR版本包含完全集成的呼吸阻抗測(cè)量功能。多個(gè) ADS129x 和 ADS129xR 設(shè)備可以在高通道數(shù)量系統(tǒng)中串聯(lián)，采用菊花鏈?zhǔn)脚渲谩?/p>

套件選項(xiàng)包括一臺(tái)小型8毫米×8毫米64球BGA和TQFP-64。ADS129x BGA版本的商業(yè)溫度范圍為0°C至70°C。 ADS129xR BGA和ADS129x TQFP版本的工業(yè)溫度范圍為–40°C至+85°C。

特性

• 八臺(tái)低噪聲PGA和八臺(tái)高分辨率ADC（ADS1298，ADS1298R）
• 低功率：0.75 mW/通道
• 輸入?yún)⒖荚肼暎? μV PP （150 Hz BW，G = 6）
• 輸入偏置電流：200 pA
• 數(shù)據(jù)速率：250 SPS 至 32 kSPS
• CMRR：–115 dB
• 可編程增益：1、2、3、4、6、8或12
• 支持符合AAMI EC11、EC13、IEC60601-1、IEC60601-2-27和IEC60601-2-51標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)
• 單極或雙極電源：
  • AVDD = 2.7 V 至 5.25 V
  • DVDD = 1.65 V 至 3.6 V
• 內(nèi)置右腿驅(qū)動(dòng)放大器，引線檢測(cè)，Wilson中心端子，配速檢測(cè)，測(cè)試信號(hào)
• 綜合呼吸阻抗測(cè)量
• 數(shù)字配速檢測(cè)能力
• 內(nèi)置振蕩器和參考
• 兼容SPI?的串行接口

參數(shù)

方框圖

ADS129x（ADS1294/1296/1298）與 ADS129xR（ADS1294R/1296R/1298R）是德州儀器（TI）推出的低功耗多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），核心優(yōu)勢(shì)為高集成度、低噪聲與醫(yī)療專用功能，專為 ECG、EMG、EEG 等生物電位測(cè)量設(shè)計(jì)，符合 AAMI EC11、IEC60601 等醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)，xR 系列額外集成呼吸阻抗測(cè)量功能。

一、核心產(chǎn)品參數(shù)

1. 基礎(chǔ)性能指標(biāo)

• 通道與分辨率 ：ADS1294 為 4 通道、ADS1296 為 6 通道、ADS1298 為 8 通道；均為 24 位分辨率，支持 250 SPS~32 kSPS 數(shù)據(jù)率，分高分辨率（HR）與低功耗（LP）兩種模式。
• 動(dòng)態(tài)性能 ：輸入噪聲低至 4 pVpp（150Hz 帶寬，增益 = 6），CMRR 達(dá) - 115 dB，PSRR 達(dá) 90 dB，SNR 典型值 112 dBFS，總諧波失真（THD）優(yōu)于 - 98 dB，抗干擾能力極強(qiáng)。
• 輸入特性 ：可編程增益 1/2/3/4/6/8/12 倍，差分輸入范圍 ±VREF/Gain，輸入偏置電流 200 pA，輸入阻抗 1000 MΩ（無(wú)導(dǎo)聯(lián)脫落檢測(cè)時(shí)），適配微弱生物電信號(hào)采集。
• 功耗與供電 ：每通道功耗低至 0.75 mW；模擬電源（AVDD）2.75.25 V，數(shù)字電源（DVDD）1.653.6 V，支持單極性或雙極性供電。

2. 環(huán)境與封裝

• 工作溫度：商用級(jí)（0°C 至 70°C）、工業(yè)級(jí)（-40°C 至 85°C），滿足不同醫(yī)療設(shè)備場(chǎng)景；
• 封裝形式：64 引腳 NFBGA（8mm×8mm）與 64 引腳 TQFP（10mm×10mm），符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)，引腳鍍層為 NIPDAU，MSL 等級(jí) 3，峰值回流溫度 260°C；
• ESD 防護(hù)：人體模型（HBM）±2000 V，充電設(shè)備模型（CDM）±500 V，滿足醫(yī)療設(shè)備電氣安全要求。

二、關(guān)鍵功能特性

1. 醫(yī)療專用功能

• 導(dǎo)聯(lián)脫落檢測(cè)：支持直流（上拉 / 下拉電阻、電流源）與交流兩種模式，可監(jiān)測(cè)電極連接狀態(tài)，電流幅值 6/12/18/24 nA 可編程；
• 右腿驅(qū)動(dòng)（RLD）放大器：可選擇任意通道組合生成共模反饋信號(hào)，穩(wěn)定患者體表電位，抑制工頻干擾；
• 威爾遜中心終端（WCT）：集成 3 個(gè)低噪聲放大器，生成 12 導(dǎo)聯(lián) ECG 所需參考電位，支持 augmented 導(dǎo)聯(lián)擴(kuò)展；
• 起搏檢測(cè)：支持硬件（PGA 輸出直接引出）與軟件（32 kSPS 高采樣率）兩種模式，適配起搏器脈沖檢測(cè)；
• 呼吸測(cè)量（僅 xR 系列）：集成內(nèi)部調(diào)制 / 解調(diào)電路，支持 32/64 kHz 調(diào)制頻率，阻抗測(cè)量范圍可達(dá) 10 kΩ，噪聲低至 20 mΩpp。

2. 信號(hào)處理與增強(qiáng)

• 內(nèi)置校準(zhǔn)信號(hào)：可生成 ±1/±2 mV 測(cè)試信號(hào)，用于系統(tǒng)自檢與校準(zhǔn)；
• 溫度與電源監(jiān)測(cè)：集成片上溫度傳感器，支持模擬 / 數(shù)字電源電壓測(cè)量，誤差 ±2%；
• 數(shù)字濾波器：三階 sinc 濾波器，-3dB 帶寬為 0.262× 數(shù)據(jù)率， settling 時(shí)間 4 個(gè)轉(zhuǎn)換周期，無(wú)需外部抗混疊濾波器。

3. 接口與控制

• 通信接口：SPI 兼容串行接口，支持連續(xù)讀數(shù)據(jù)（RDATAC）與單次讀數(shù)據(jù)（RDATA）模式，可通過(guò)菊花鏈（Daisy-Chain）擴(kuò)展多設(shè)備；
• GPIO 功能：4 個(gè)通用 I/O 引腳，可配置為輸入 / 輸出，支持呼吸控制、起搏檢測(cè)等功能擴(kuò)展；
• 寄存器配置：豐富的配置寄存器，支持通道獨(dú)立功耗控制、增益調(diào)節(jié)、功能模式切換等。

三、應(yīng)用與設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. 典型應(yīng)用場(chǎng)景

• 醫(yī)療儀器：患者監(jiān)護(hù)儀、動(dòng)態(tài)心電圖（Holter）、除顫儀（AED）、腦電雙頻指數(shù)（BIS）監(jiān)測(cè)儀、睡眠監(jiān)測(cè)設(shè)備；
• 健康設(shè)備：便攜式心電監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程醫(yī)療終端、可穿戴生物傳感設(shè)備。

2. 硬件設(shè)計(jì)建議

• 供電與去耦 ：模擬電源與數(shù)字電源獨(dú)立供電，就近放置 0.1 μF 陶瓷電容 + 1~10 μF 鉭電容去耦，VCAP1/VCAP2/VCAP3/VCAP4 引腳需按要求連接旁路電容，穩(wěn)定內(nèi)部參考與電荷泵電壓；
• 布局規(guī)范：采用獨(dú)立接地平面，模擬信號(hào)（輸入、參考）與數(shù)字信號(hào)（SPI、GPIO）分開(kāi)布線，輸入通道差分對(duì)稱走線，遠(yuǎn)離時(shí)鐘線與功率器件，減少串?dāng)_；
• 電極接口：建議采用 RC 濾波 + TVS 管進(jìn)行防護(hù)，導(dǎo)聯(lián)線需屏蔽，通過(guò) RLD 電路穩(wěn)定共模電壓，避免電極偏移導(dǎo)致信號(hào)失真。

3. 軟件與配置

• 初始化流程：上電后需等待電源穩(wěn)定與內(nèi)部參考喚醒（約 150 ms），通過(guò) RESET 引腳或命令復(fù)位寄存器，配置增益、數(shù)據(jù)率與功能模式；
• 功能配置：導(dǎo)聯(lián)脫落檢測(cè)需設(shè)置 LOFF 寄存器，RLD 功能通過(guò) RLD_SENSP/RLD_SENSN 選擇參與通道，呼吸測(cè)量（xR 系列）需配置 RESP 寄存器選擇調(diào)制模式與頻率；
• 數(shù)據(jù)讀?。篋RDY 引腳指示數(shù)據(jù)就緒，支持狀態(tài)字（含導(dǎo)聯(lián)脫落狀態(tài)、GPIO 狀態(tài)）與通道數(shù)據(jù)同步讀取，24 位二進(jìn)制補(bǔ)碼格式。

四、產(chǎn)品差異與選型適配

• 核心差異：ADS129xR 系列比 ADS129x 多集成呼吸阻抗測(cè)量電路（通道 1 復(fù)用），支持內(nèi)部 / 外部調(diào)制信號(hào)，適配呼吸監(jiān)測(cè)功能；
• 選型建議：
  • 通道數(shù)量：4 通道選 ADS1294/1294R，6 通道選 ADS1296/1296R，8 通道選 ADS1298/1298R；
  • 功能需求：需呼吸監(jiān)測(cè)選 xR 系列，僅需生物電位采集選非 xR 系列；
  • 環(huán)境溫度：商用場(chǎng)景選 NFBGA 封裝，工業(yè)級(jí)場(chǎng)景選 TQFP 封裝或 xR 系列 NFBGA 封裝。