在醫(yī)療電子和生物電勢(shì)測(cè)量領(lǐng)域,,芯片的性能與可靠性至關(guān)重要,。TI的ADS1299長(zhǎng)期以來(lái)在如腦電圖(EEG)、心電圖(ECG)等設(shè)備中應(yīng)用廣泛,,而如今,,領(lǐng)慧立芯推出的LH001-99芯片以其出色特性,展現(xiàn)出可兼容替代ADS1299的潛力,。
一,、功能特性對(duì)比
(一)相似的應(yīng)用領(lǐng)域定位
ADS1299是德州儀器專為生物電勢(shì)應(yīng)用,如EEG和ECG等設(shè)計(jì)的片上系統(tǒng)(SoC),。其憑借自身優(yōu)勢(shì),,在臨床研究以及移動(dòng)腦機(jī)接口(BCI)開發(fā)等方面?zhèn)涫荜P(guān)注。LH001-99同樣面向醫(yī)療電子和生物電勢(shì)測(cè)量應(yīng)用,,從產(chǎn)品設(shè)計(jì)初衷來(lái)看,,二者的目標(biāo)應(yīng)用場(chǎng)景高度一致,無(wú)論是在專業(yè)醫(yī)療設(shè)備,,還是可穿戴健康監(jiān)測(cè)設(shè)備中,,都旨在精準(zhǔn)采集和處理生物電信號(hào)。
(二)模數(shù)轉(zhuǎn)換與信號(hào)處理能力
ADS1299屬于四通道,、六通道和八通道低噪聲,、24位同步采樣Δ-Σ模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)系列產(chǎn)品,內(nèi)置可編程增益放大器(PGA),、內(nèi)部基準(zhǔn)和板載振蕩器,。它擁有多達(dá)8個(gè)低噪聲PGAs和8個(gè)高分辨率同步采樣ADCs,可同時(shí)對(duì)多個(gè)通道的信號(hào)進(jìn)行高精度轉(zhuǎn)換,。
LH001-99同樣是24位高精度Δ-Σ模數(shù)轉(zhuǎn)換器,,集成了低噪聲PGA和高分辨率ADC。它支持4路差分輸入(也可配置為8個(gè)單端輸入),,在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換精度上與ADS1299處于同一水準(zhǔn),,能夠滿足生物電信號(hào)測(cè)量對(duì)高精度的嚴(yán)苛要求。例如在腦電信號(hào)采集時(shí),細(xì)微的信號(hào)變化都需要精準(zhǔn)捕捉,,24位的分辨率可以有效減少量化誤差,,保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
二,、性能指標(biāo)對(duì)比
(一)噪聲性能
在生物電信號(hào)測(cè)量中,噪聲是影響信號(hào)質(zhì)量的關(guān)鍵因素,。ADS1299的輸入?yún)⒖荚肼暈?μVpp(70-Hz BW),,能夠在一定帶寬內(nèi)保持較低的噪聲水平,確保采集到的生物電信號(hào)清晰可靠,。
LH001-99在噪聲性能上表現(xiàn)同樣出色,,其輸入?yún)⒖荚肼曉趥鬏斔俾蕿?50SPS、增益為24時(shí),,低至1.02μVpp,。這意味著在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中,LH001-99與ADS1299一樣,,都能有效抑制噪聲干擾,,還原出高質(zhì)量的生物電信號(hào),為后續(xù)的信號(hào)分析和診斷提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),。
(二)數(shù)據(jù)速率
ADS1299的數(shù)據(jù)速率范圍為250SPS至16kSPS,,可根據(jù)不同的應(yīng)用需求靈活調(diào)整采樣頻率。比如在監(jiān)測(cè)快速變化的生物電信號(hào)時(shí),,可以選擇較高的數(shù)據(jù)速率以捕捉信號(hào)細(xì)節(jié),;而在對(duì)信號(hào)變化相對(duì)緩慢的場(chǎng)景中,則可降低數(shù)據(jù)速率以節(jié)省功耗,。
LH001-99的數(shù)據(jù)速率為125SPS至8kSPS,,雖然其最高數(shù)據(jù)速率略低于ADS1299,但在大多數(shù)常規(guī)生物電信號(hào)測(cè)量應(yīng)用中,,8kSPS的最高數(shù)據(jù)速率已足夠滿足需求,。并且在一些對(duì)功耗較為敏感的便攜式設(shè)備中,適當(dāng)降低數(shù)據(jù)速率還能延長(zhǎng)設(shè)備的續(xù)航時(shí)間,。
(三)共模抑制比(CMRR)
共模抑制比用于衡量芯片抑制共模干擾的能力,。ADS1299的CMRR為-110dB,能夠有效抑制來(lái)自測(cè)量環(huán)境中的共模噪聲,,保證測(cè)量信號(hào)的準(zhǔn)確性,。
LH001-99的CMRR達(dá)到117dB,相比ADS1299具有更強(qiáng)的共模抑制能力,。在實(shí)際測(cè)量環(huán)境中,,往往存在各種電磁干擾,較高的CMRR能使LH001-99更好地從復(fù)雜的干擾環(huán)境中提取出純凈的生物電信號(hào),提高測(cè)量的穩(wěn)定性和可靠性,。
(四)可編程增益
ADS1299的可編程增益為1,,2,4,,6,,8,12或24,,通過(guò)靈活設(shè)置增益倍數(shù),,可以適配不同幅值的生物電信號(hào),擴(kuò)大測(cè)量范圍,。
LH001-99的可編程增益范圍更寬,,為1/2/4/6/8/12/24/48。更豐富的增益選擇意味著LH001-99在面對(duì)各種微弱或幅值較大的生物電信號(hào)時(shí),,都能更精準(zhǔn)地進(jìn)行信號(hào)調(diào)理,,確保輸入到ADC的信號(hào)處于最佳范圍,提高測(cè)量精度,。
(五)輸入偏置電流
ADS1299的輸入偏置電流為300pA,,而LH001-99的ECG通道輸入偏置電流僅為200pA。較低的輸入偏置電流可以減少信號(hào)失真,,特別是在測(cè)量高阻抗生物電信號(hào)源時(shí),,能夠有效降低因輸入偏置電流導(dǎo)致的測(cè)量誤差,保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性,。
三,、電氣特性對(duì)比
(一)電源供應(yīng)
ADS1299采用單極或雙極電源供電,模擬電源范圍為4.75V至5.25V,,數(shù)字電源范圍為1.8V至3.6V,。這種電源供應(yīng)方式在一些傳統(tǒng)醫(yī)療設(shè)備電源設(shè)計(jì)中較為常見。
LH001-99的模擬電源范圍為2.4V至3.6V,,數(shù)字電源范圍為1.7V至3.6V,。其電源范圍相對(duì)更寬泛,在一些采用電池供電的便攜式醫(yī)療設(shè)備中,,能夠更好地適應(yīng)電池電壓在使用過(guò)程中的變化,,同時(shí)在電源設(shè)計(jì)上也為工程師提供了更多靈活性,可根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的電源方案,。
(二)其他電氣特性
在積分非線性(INL)方面,,ADS1299未明確給出與LH001-99對(duì)比的具體數(shù)值,但LH001-99的INL為2PPM/FS,,表明其在信號(hào)轉(zhuǎn)換過(guò)程中的線性度良好,,能夠保證轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)準(zhǔn)確反映輸入模擬信號(hào)的變化,。
四、封裝形式對(duì)比
ADS1299采用TQFP-64封裝,,這種封裝形式在電路板布局上需要一定的空間面積,。
LH001-99擁有WLCSP30超小封裝,相比ADS1299的封裝,,WLCSP30封裝尺寸顯著更小,。在對(duì)產(chǎn)品體積要求極為嚴(yán)苛的可穿戴醫(yī)療設(shè)備或者小型化醫(yī)療監(jiān)測(cè)儀器中,LH001-99的超小封裝具有明顯優(yōu)勢(shì),,能夠幫助工程師實(shí)現(xiàn)更緊湊的產(chǎn)品設(shè)計(jì),。當(dāng)然,如果對(duì)產(chǎn)品體積要求不高,,從封裝角度考慮,二者都能滿足常規(guī)電路板設(shè)計(jì)需求,。
五,、總結(jié)
綜合以上功能特性、性能指標(biāo),、電氣特性以及封裝形式等多方面的對(duì)比,,可以看出領(lǐng)慧立芯的LH001-99在諸多關(guān)鍵方面與TI的ADS1299相當(dāng),甚至在某些性能指標(biāo)上更具優(yōu)勢(shì),。無(wú)論是從滿足醫(yī)療電子和生物電勢(shì)測(cè)量應(yīng)用需求的角度,,還是從為工程師提供更多樣化選擇、優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的角度出發(fā),,LH001-99都展現(xiàn)出了可兼容替代ADS1299的實(shí)力,,有望在相關(guān)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,推動(dòng)醫(yī)療電子設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程,,為行業(yè)發(fā)展注入新的活力,。
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