摘要：ADI的AD8232，可用于低功耗、小尺寸、高性价比的单导联心率监护仪，实现便携化、微型化。 关键词：模拟前端；心率监护仪；便携 DOI: 10.3969/j.issn.1005-5517.2012.10.002
图1所示是世界首款超级便携的掌上超声系统，您可以轻松地装入衣服口袋随身携带。这款由澳大利亚Signostics公司开发的产品采用了ADI公司的传感技术、数据转换器技术以及信号调理技术，有效地将传统超声设备的功能“压缩”到可轻松掌握的超小尺寸。
ADI公司日前推出了低功耗、小尺寸、超高性价比的单导联心率监护仪模拟前端AD8232，该芯片将在心率监护仪市场扮演便携化、微型化的重要推手角色。
图1 基于ADI信号传感、数据转换以及信号调理技术实现的世界首款掌上超声系统
心率监护仪快速成长
心率监护仪作为重要、常规的医疗保健手段，正在变得越来越便利、普及。传统的心率监护功能除了应用在诊断级的心电监护设备外，还广泛应用在包括跑步机、按摩椅在内的各种运动保健器材上，通过实时监测使用者的心率为用户提供参考生理指标。而今天，随着心率监测电子技术的进步，心率监测功能已经广泛出现在佩戴式健身设备、远程健康监护终端、智能电话、GPS、游戏外设、汽车等多种电子、机械设备上，甚至作为便携式终端产品的一个标准外设配置产品。
这些创新应用正在对心率监护技术提出挑战。例如，穿戴式心率监护仪通常采用纽扣式电池供电，对低功耗、小尺寸要求极高，智能手机以及GPS等便携式设备内置/外置心率监护仪同样必须具备低功耗及小尺寸特性。此类心率监护仪应用已经跨入了消费及娱乐电子产品领域，与传统的医疗设备提供商具备较强的开发能力不同，这些厂商通常并不具备强大的研发能力，特别是缺乏医疗设备的开发经验，相应的应用方案必须简单易用，同时消费及娱乐电子设备日益竞争激烈的市场不允许太高的成本预算，设计方案必须具有高性价比。这些都对传统的心率监护仪设计方案提出了挑战。
单导联模拟前端解决设计挑战
AD8232结合了ADI在心电监护应用中领先的信号调理技术经验，针对单导联心率监护市场推出了解决方案。作为一款低功耗、单导联、心率监护仪模拟前端芯片，与竞争方案相比，AD8232的尺寸缩小50%，功耗降低多达20%，并集成了诸如导联脱落检测、快速恢复等多种关键特性。凭借AD8232在功耗、尺寸和集成度方面的优势，设计工程师能够轻松开发用于重症监护之外的心率监护仪设备。
设计更简单
AD8232集成了仪表放大器、增益放大器、基准电压缓冲、驱动导联前端基准缓冲、右腿驱动电路、关断功能，以及用户可选的（交流或直流）导联脱落检测电路（监控到电极与病人或用户断开连接时，会向系统发出报警信号）。AD8232解决了从电极到处理器之间的很多问题，整个外围电路简单，只需要几个电阻电容器件即可完成前端电路设计，利用ADI提供的计算公式就可以轻松恰当设置这些电阻电容的参数值。单芯片的模拟信号链前端芯片大大简化了系统设计，缩短产品上市时间，并提高最终用户的使用体验。
此外，AD8232还集成了创新的快速恢复模式，当用户在运动或其他活动过程中暂时断开电极连接，当电极重连后，AD8232可以快速自动恢复心电信号，输出稳定结果的时间比不具备此功能的方案相比时间大大缩短，从而显著改善最终用户体验。
AD8232采用双极点高通滤波器来消除运动伪像和电极半电池电位。该滤波器与仪表放大器结构紧密耦合，在单级别、节约空间和成本的情况下实现了较大增益以及高通滤波。此外，该芯片还采用一个运算放大器结构的电路来创建一个三极低通滤波器，消除了线路噪声和其他干扰信号。用户可以通过选择所有滤波器的截止频率来满足不同类型应用的需要。基于AD8232可实现高共模抑制能力(80 dB)，低输入噪声（20μV pp，从0.5至40 Hz）。
这种级别的非诊断监护需要考虑到一系列独特设计因素，AD8232为制造商提供一种分割合理、平衡的信号处理架构，设计和调试更简单、可靠且精确。单芯片的模拟信号链前端芯片大大简化了系统设计，缩短产品上市时间，并提高最终用户的使用体验。
心率监测将成为很多产品的新卖点
目前，国内超过20家的电子产品企业正在对AD8232进行应用评估和使用。可以预见，基于AD8232实现的低成本高性能心率监测仪将在很多产品中出现，也将以较低的成本为这些应用增加新的卖点。
图2 AD8232典型应用原理图
