利用 SPICE 分析理解心電圖前端中的右腿驅動
心電圖 (ECG) 學是一門將心臟離子去極(ionic depolarization) 后轉換為分析用可測量電信號的科學。模擬電子接口到電極/患者設計中最為常見的難題之一便是優(yōu)化右腿驅動 (RLD) ,其目的是實現(xiàn)較高的共模性能和穩(wěn)定性。利用 SPICE 分析,可大大簡化這一設計過程。
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/186852.htm在 ECG 前端中,RLD 放大器具有 Vref 的共模電極偏置,并反饋經(jīng)過反相處理的共模噪聲信號 (enoise_cm),以降低測量放大器增益級輸入端總噪聲。圖 1 中,源 ECGp 和 ECGn 被分離開,目的是表明 RLD 放大器如何為一部分 ECG信 號提供共模參考點,而這一部分 ECG 信號可在測量放大器 (INA) 的正負輸入端看到。左臂、右臂和右腿的并聯(lián) RC 組合,代表了集總無源電極連接阻抗(本文后面部分以 52k 和 47nf 表示)。假設 enoise 以寄生方式耦合至輸入,則 enoise_cm 的反饋會降低每個輸入端的總噪聲信號,并使用外部方法過濾剩余噪聲,或者利用測量放大器的共模抑制比 (CMRR) 來對其進行抑制。
圖 1 LEAD I 和 RLD 簡易連接
在圖 2、3 和 4 中,我們可以看到共模抑制變化情況,表明共模測試電路具有不同的RLD 放大器增益。這些圖表明,無反饋電阻器(即增益無限)時達到最佳低頻 CMRR;但是,在現(xiàn)實世界中,對于那些要求在某條輸入放大器引線被拔掉后 RLD 放大器仍能線性運行的應用來說,去除 DC 通路和/或將 RF 設置為某個高值或許并不實際。
圖 2 CMRR 與 RLD 增益的關系
RF =100M
RF =10M
RF =1M
RF =100k
RF =10k
圖 3 CMRR 圖與頻率和 RLD 增益 (RF) 的關系
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