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随着生活水平的提高，大家越来越关注自己的健康。同时，为解决看病难问题，小区医院乃至家庭对常规医疗设备的需求越来越大。心电监护正是这些常规医疗设备中的一个重要部分。
ECG设计的挑战在于从较强的干扰信号中提取微弱信号（2mV以下）及模拟、数字混合电路的处理。本参考设计正是提供了一个解决这些问题的参考电路。本参考设计为7导联ECG系统，同时还包含1mV校准电路。ECG模块的配置和采集信号显示通过RS-232接口完成。实际系统如下图所示。
ECG模块的处理器为ADuC7020，它是基于ARM7的处理器，内置12位最高采样率为1MSPS的ADC，DAC，电压基准源及存储器。ADuC7020的特点使其非常适合ECG的应用。ADuC7020的调试及程序下载通过JTAG口或UART实现。
在ECG信号处理中的一个重要器件是仪表放大器，它实现了对共模信号的抑制并无失真地放大微弱的心电信号。AD8221和AD8220卓越的共模抑制比（CMRR）性能是ECG设计的最佳器件。尤其是AD8220还具有轨到轨（rail to rail）输出能力，可以使用比其它仪表放大器更大的增益，从而可以简化后续电路的设计并提高了CMRR。
从仪表放大器的增益设置电阻中点引出的信号可以作为右腿驱动电路，从而减少外界电网频率（50Hz或者60Hz）对于微弱心电信号的干扰。
本参考设计的另外一个特点是仪表放大器后的信号处理电路均为单电源供电，从而可以提高电源效率，适应现代ADC和微处理器的发展趋势。低成本、高性能的OP2177、 OP4177、AD8609、AD8541被用来实现有源带通滤波器、陷波滤波器、信号缓冲、电压基准源缓冲等功能。
导联及工作模式的选择通过模拟开关ADG658、ADG704实现。1mV定标通过ADG719实现。
在本设计中没有采用数字隔离。但是通过实际测试发现，如果采用这种设计ECG系统的性能会更好。我们推荐使用ADuM5241来实现RS-232信号及电源的隔离。
ECG模块电路板如下图所示。
ADuC7020 - 精密模拟微控制器：40MIPS ARM7 Flash MCU + 5通道 12位 ADC + 四 12位DAC
- 5通道，1MSPS，12位ADC
- 精密片上电压参考源
- 40MIPS ARM7TDMI 微控制器核
- 62K字节在线可重复编程程序/数据Flash
- 8K字节SRAM
- 在线串行编程方式
- JTAG在线调试
- 串行接口（UART, SPI, 双I2C）
AD8221 - 宽频率范围内高共模抑制比的精密仪表放大器
- 增益范围1~1000
- 只需外接一个电阻调节增益
- 25µV最大输入失调电压
- 0.3µV/°C 最大输入失调电压漂移
- 0.4nA最大输入偏置电流
- 10KHz范围内 80dB 最小CMRR（G=1）
- 最大8 nV/vHz, @ 1 kHz输入电压噪声
AD8220 - 轨到轨输出JFET输入仪表放大器
- 增益范围1~1000
- 只需外接一个电阻调节增益
- 10pA最大输入偏置电流
- 5KHz范围内80dB最小CMRR（G=1）
- 最大15 nV/vHz, @ 1 kHz输入电压噪声
OP2177
OP4177
AD8541
AD8609
ADG658
ADG704
ADG719
ADP3338
ADM8660
ADM3202
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