【应用】基于集成ECG前端的国产24位ADC LH001-91的医疗级12导联心电图方案，成本大大降低

时间： 2022-12-20 来源：领慧立芯公众号

技术问答

心血管疾病严重威胁人类生命健康安全，随着人口老龄化进程的加快和社会压力等因素的增加，患病率正呈现逐年上升趋势，并且越来越年轻化。然而，心血管疾病大多由器官器质性病变引起，一旦患病很难完全康复，需要进行长期监测和预防。心电图是诊断心血管疾病的重要方式之一，本文介绍了基于一款国产集成ECG前端的24位ADC LH001-91的12导心电高精度测量方案，该方案满足医疗级需求的同时，成本大大降低，并且自主可控性显著提高。

LH001-91简介

结构框图

图1. LH001-91 结构框图

功能特性

低噪声可编程增益放大器（PGA）和高分辨率24位模数转换器（ADC）

— 可编程增益：1/2/4/6/8/12/24/48

— 4路差分输入

— 积分非线性：2 PPM/FS

心电图测量（ECG）

— 输入参考噪声：2.9 μVpp（250 SPS，增益6）

— ECG通道输入偏置电流：200pA

— 数据速率：125SPS 至 8kSPS

— 共模抑制比（CMRR）：117dB

— 内置右腿驱动放大器、连续断线检测、测试信号

内置振荡器和参考电压

待机模式— 电流0.1 μA

电源— 模拟：2.4V至3.6V

— 数字：1.7V至3.6V

内置集成激励电流源

4线SPI接口

工作温度范围：-40°C ~ +85°C

40 脚，5mm x5mm QFN封装

30 脚，2.95mm x2.95mm WLCSP封装

测量原理

血液之所以能在人体不断循环，是因为人体的心脏持续地进行规律的兴奋与收缩。窦房结的兴奋引起了心脏的跳动，这里的兴奋指的是由除极化与复极化两种心肌细胞电活动共同作用的结果，如图为心肌细胞除极与复极过程示意图。心肌细胞由于刺激而引起细胞膜外的正电荷流入细胞内，使细胞膜内呈正性电位，细胞膜外呈负性电位，这种过程称之为除极过程。由于细胞代谢作用，使细胞内外电荷的状态又慢慢复原到极化状态，这种复原过程称之为复极过程。兴奋由窦房结依次传导到心房与心室，从而使整个心脏区域的电位差表露为持续变化的状态，进而产生规律变化的电流。

图2. 心肌除极与复极示意图

这种最初的心电信号，在体内体液的传导下遍及整个人体，于是人体体表就会产生周期性变化的电势。安放两个电极于人体皮肤表面恰当的位置，从而获取对应的电位，所测两位置的电位差为一个规律变化的周期信号。在人体皮肤表面，通过心电采集装置获取这些规律变化的心电信号并绘制成的图，便是我们常见的心电图。

方案介绍

图3. 方案框图

方案框图介绍了基于LH001-91实现12 LEAD ECG信号检测，用10个电极连接在8个LH001-91转换通道上产生12 ECG信号。其中10个电极位置分别为LA左臂，LL左腿，RA右臂，RL右腿，V1-6 胸。利用LH001-91集成RLD运放生成共用的右腿驱动信号，提高系统的共模抑制能力。3个低噪声分离运放实现威尔逊终端（WCT）功能。

图4. 电极位置图

12导联信号，其中8个导联由LH001-91转换生成，具体配置方式如下表。

另外4个导联信号按照下表通过计算间接获取。

下图是实际的客户演示板连接心电模拟器实物图，领慧立芯可以提供全套的演示单板和上位机软件。

图5. 演示板实物图

演示板在电脑USB供电条件下采集心电模拟器信号，绘制心电图如下所示，信号没有经过任何外部滤波处理，完全满足医疗需求。

图6. 12导联心电图波形

总结

以上测量方案中所用到的芯片属于内部自带参考电压，输入噪声 2.9 μVpp （250 SPS，增益6），共模抑制比（CMRR）117dB，积分非线性2 PPM/FS，24位高精度ADC，支持导联持续断线检测，低温漂可编程增益放大器的医疗级国产心电AFE产品，供货充足，价格合理，这也正是国产芯片的优势所在。

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 0
| 转发至：

本文由太阳与铁转载自领慧立芯公众号，原文标题为:【产品应用方案】基于领慧立芯LH001-91的医疗级12导联心电图方案，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。

全部评论（0）

暂无评论

【应用】低噪声24位Σ△ADC LH001-55用于压力变送器，最高ENOB可达23位

领慧立芯推出的LH001-55，是一款低噪声24位Σ△ADC，提供完整的高分辨率测量解决方案。最高有效位达（ENOB）可达到23位。集成多路选择MUX和增益可调PGA，可灵活处理差分或单端信号；非常适用于压力传感器应用。

应用方案发布时间 : 2022-06-28

【应用】国产AFE芯片LH001-99Q40AR2用于脑电睡眠检测，前端集成PGA且支持SPI接口

领慧立芯AFE芯片LH001-99支持32深度的FIFO，支持更小的WLCSP封装，可以减小PCB板的设计面积，拥有较好的输入漏电流和内部基准源温漂与静态功耗参数，同时也是支持脑电图/心电图测量，片上集成了信号源可以进行导联持续断线检测、信道通路测试和温度测量。此外片上还集成了可以实现闭环控制的右腿驱动输出功能进而提高环路CMRR，完全可以用在多导脑电睡眠监测系统中。

应用方案发布时间 : 2023-07-01

【应用】领慧立芯集成24位ADC的32位MCU LH32M0S32BSGG助力压力变送器设计，简化外围电路缩小产品体积

压力变送器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。同时压力变送器的迭代升级也逐渐走向小型化，对产品的体积大小要求越来越严苛，领慧立芯集成24位 500ksps ADC的MCU：LH32M0S32BSGG，大大节省了产品外围电路体积，满足产品小型化需求。

应用方案发布时间 : 2023-06-29

领慧立芯（legendsemi）模拟及混合信号芯片选型指南

描述- 苏州领慧立芯科技有限公司（简称：领慧立芯）专注于高性能模拟及混合信号芯片开发设计。创始团队成员均来自知名芯片设计公司，平均设计开发经验大于十年，熟稔产品定义、设计研发、测试量产、运营销售等各个环节。公司致力于中高端数模混合产品的研发，产品主要涉及高精密信号链和集成信号链 MCU/SOC两大方向，关键性能指标处于业内领先水平，广泛应用于工业控制、新能源、汽车电子、光通信、医疗仪器等领域。

型号- LHR40XX,LHA8951FEMB,LHR3030AFMA,LHR3020BFAA,LHA8959-18DEWP,LHA8959-16CEQP,LH001-55,LHA7924GFMBI,LHA7874SGLB,LHA7914EFDBI,LHA7919EFTEI,LHE5312,LHA7928GFDBS,LHR3040AFMA,LHR3010BFAA,LHE7909-8FSELBB,LHA7929GFQEI,LHE7914EEENBA,LHC2031,LHR3045BFAA,LHA9937HEQG,LHR4050CFAA,LHE7909,LHA8951FEDB,LHR3045AFMA,LHA7876SGLB,LHA8949-16BEQP,LHA8951CEMB,LHR3040BFAA,LH32M3C46CWZG,LHE7908,LHR4020CFMA,LHA8952-16BGQP,LHE7904ESELBA,LHR3050AFMA,LHE7906GSENBN,LHA8951CEDB,LHA6958DFLB,LHA7668-4SFQJ,LHE7918EEELBA,LHR3020AFMA,LHR4025DFGR,LHR4033CFMA,LHA9934HEQG,LHE7916EEENBA,LHA7668,LHA8941DEDB,LHA6954DFLB,LHA8949-18BFWP,LHA8961CEDB,LHR3010AFAA,LHR4033DFGR,LHA9932HETI,LHA8960DEMB,LHA7919EFQEI,LHE7908ESELBA,LHA7914EFMBI,LHR4050DFGR,LHA7878SGLB,LHA8961CEMB,LHA7724SEQG,LHE7904GSELBN,LHR3025BFMA,LHR3050BFMA,LHA7866EGLB,LHA6956DFLB,LHP2834FQG,LH32M0S328LME,LHA8941DEMB,LHR4030CFAA,LHA8841FFBA,LHA6916-PDFLS,LHA7908CFMBS,LHE7908GSENBN,LHR3025AFAA,LHA9954,LH32M3E46CQBG,LHE7909-4FSELBB,LHR4040CFMA,LHA8949-16BEWP,LHA7864EGLB,LHR4025CFMA,LHE5504,LHE7906ESENBA,LHA7732HEQG,LH001-91Q40AR2,LHR3030BFAA,LHA8949-14BGQP,LHA7904CFMBI,LHA79XX系列,LH001-99,LHA6958,LHA8940CEMB,LHA6958HFLB,LHR3045BFMA,LHR3040AFAA,LHR3010BFMA,LHR4020DFGR,LH001-91,LHA8949-18BFQP,LHA6916DFLS,LHA8940CEDB,LHA7908CFDBS,LHA9954HEQG,LHA7918EFMBS,LHE7914EEELBA,LH32M0XX,LH32M0S32BSGG,LHR3030AFAA,LHR3020BFMA,LHA7668-4SFTG,LHA8950FEMB,LHR3050AFAA,LHR30XX,LHR3020AFAA,LHA7878,LHA8960DEDB,LHR4033CFAA,LH32M0S32BQME,LHR4020CFAA,LHA8841,LH001-99Q40AR2,LHA8950CEDB,LHE7909-6FSELBB,LHR4030DFGR,HA89XX,LHR4050CFMA,LHE7904ESENBA,LHA8950FEDB,LHE7906GSELBN,LHA7904CFDBI,LHR3040BFMA,LHE5312CGWN,LHE7918EEENBA,LHR3045AFAA,LHA8950CEMB,LHR3025BFAA,LHR3050BFAA,LHA9924,LHA79XX,LHE7908ESENBA,LHA6954HFLB,LHA8831FFBA,LHA7868EGLB,LHA8951,LHA8959-16CEWP,LHA7924GFDBI,LHE7904GSENBN,LHA8959-18DEQP,LHR4030CFMA,LHP2834,LHA8959,LHA7928GFMBS,LHE7916EEELBA,LH32M0S328SGE,LHR3010AFMA,LHA7929GFTEI,LH001-91W30AR2,LHR4040DFGR,LH001-99W30AR2,LHA9924HEQG,LHC2031EWT,LHA7918EFDBS,LHA7732,LHR3030BFMA,LHA8941CEDB,LHA7878HSGLB,LHR4025CFAA,LH32M0S32BLMG,LHA6956HFLB,LHE7908GSELBN,LH32M3X,LHA8961DEDB,LHA8960CEMB,LHA8952-16BGWP,LHP2834FWA,LHR4040CFAA,HA89XX系列,LHR3025AFMA,LHA8941CEMB,LHA7668-8SFQJ,LHA8960CEDB,LHE7906ESELBA,LHA8961DEMB,LH32M3E46CWZG

选型指南 - 领慧立芯 - V1.7 - 2024/3/15 PDF 中文下载

【IC】领慧立芯新品8通道低噪声低功耗24位Σ-Δ型ADC，集成PGA和基准电压源，数字电源范围1.65~5.5V

领慧立芯新品LHA7668-8是一款适合高精度测量应用的低功耗、低噪声、高度集成的模拟前端；内置一个低噪声24位Σ-Δ型模数转换器，可通过寄存器配置提供8个差分输入或15个单端或伪差分输入。

新产品发布时间 : 2023-06-28

【IC】领慧立芯新品低功耗集成轨到轨缓冲器的24位ΣΔADC LHA5652，最大通道扫描速率6.21kSPS

领慧立芯新品LHA5652-8是一款低噪声、快速建立、多路复用、8/16通道（全差分/伪差分）24位ΣΔADC。输出数据速率范围为1.25SPS至31.25kSPS。产品应用于过程控制的PLC/DCS模块、温度和压力测量、医疗与科学多通道仪器和色谱仪。

产品发布时间 : 2024-09-29

【选型】集成PGA和24位ADC的AFE芯片LH001-99对标ADS1299，广泛用于医疗监护仪

领慧立芯推出了一款8通道（或四路差分通道）的集成PGA（最大放大倍数可达48倍）和24位ADC的AFE芯片LH001-99，它与TX的ADS1299进行性能对比。

器件选型发布时间 : 2022-06-11

【IC】领慧立芯新品发布，高压+20V输入125kSPS单电源多通道24位ΣΔ ADC LHA5115

LHA5115是一款高压输入低噪声、快速建立、多路复用、8/16通道(全差分/伪差分)ΣΔADC。高阻输入＞=1MQ,输入电压达土20V；输出数据速率范围为2.5SPS至125KSPS。LHA5115集成关键的模拟和数字信号调理模块,可让用户针对所用的每个模拟输入通道单独进行配置。片内集成2.5V低漂移(3ppm℃)精密基准电压源。

产品发布时间 : 2024-06-04

【IC】领慧立芯新推出24位ΣΔ ADC LHA5658，输出数据速率范围5SPS至250kSPS

LHA5658-8是一款低噪声、快速建立、多路复用、8/16通道（全差分/伪差分）Σ△ADC。对于完全建立的数据，其最大通道扫描速率为50kSPS(20μs)。输出数据速率范围为5SPS至250kSPS。

产品发布时间 : 2024-04-17

【选型】国产24位同步采样AFE芯片LH001-99可兼容ADS1299IPAG，支持心电图和脑电图测量

在医疗测试仪器或者VR等应用中，需要对心电图和脑电图进行测量，ADS1299IPAG是一款常用的24位同步采样AFE芯片，研发过程中部分用户提出要求，希望推荐其他型号作为备选对比，综合评估。本文推荐领慧立芯的LH001-99，参数对齐，满足使用要求。

器件选型发布时间 : 2022-06-08

LHA787X：4 通道、6 通道、8 通道、24 位同步采样 Δ-Σ ADC

型号- LHA7878SGLB,LHA7876,LHA787X,LHA7878,LHA7874SGLB,LHA7874,LHA787X 系列,LHA7876SGLB,LHA7868

数据手册 - 领慧立芯 - 版本号PreB - 2023年3月28日 PDF 中文下载

苏州领慧立芯获批成为脑机接口产业联盟会员，持续深耕脑电信号采集模拟前端AFE芯片

近日，苏州领慧立芯获批成为脑机接口产业联盟会员，标志着领慧立芯在脑机接口领域迈上了新的发展篇章，领慧立芯将会持续深耕脑电信号采集模拟前端AFE芯片，不断推出更高精度的脑电信号采集模拟前端AFE芯片（如LH001-99, LHE7909），为脑机接口领域的不断发展贡献力量。

原厂动态发布时间 : 2023-10-31

医疗级模拟前端ADC芯片供应商领慧立芯，同时提供集成24位ADC的32位ARM®M0内核信号链芯片

2022年5月1日，世强先进与领慧立芯签署合作协议，领慧立芯授权世强先进代理旗下全线产品。资料显示，领慧立芯是一家中高端数模混合产品研发公司，产品包括ADC、DAC、电压基准、高精度运放，以及基于ARM核集成高精度模拟的信号链SOC/MCU，广泛应用于通讯设备、消费类电子、工业控制、医疗仪器等领域。

公司动态发布时间 : 2022-07-01