【IC】芯动神州新发布24位高精度Delta-Sigma ADC产品ADSD1299，适用于计算神经科学领域

时间： 2023-04-10 来源：芯动神州微电子科技公众号

技术问答

脑电图（EEG）是一种非侵入性记录脑电活动的电生理监测方法，电极沿着头皮放置，然后通过放置在头皮上的多个电极，记录大脑在一段时间内自发进行的电活动。它一方面在临床上用于诊断癫痫病、睡眠障碍、麻醉深度、昏迷、脑病和脑死亡，另一方面在实验心理学领域中提供大脑活动的一种工具，而且还是一种神经成像方法，在计算神经科学中得到了广泛应用。

虽然脑电图的空间分辨率有限，信号伪迹比较多，但它仍然是研究和诊断的宝贵工具。但是由于低廉的价格，即使需要持续购买导电膏，还要准备洗发水和毛巾，价格优势仍十分明显；其次就是活动范围大，脑电帽戴在头上时，身体位置的干扰不太会影响脑电的信号，甚至还可以搭配核磁共振使用；然后是时间敏感度强，可以精确到毫秒，这是影像学技术可以达到的较高精度；最后就是可以发现一些隐藏的脑电信号，比如在睡觉、发呆、分神时大脑发生的变化，在这些情况下即使没有任何刺激或者行为，大脑的活动仍然可以被记录。脑电所采集的数据仅为部分神经元的活动，但是脑内的具体活动情况又是无穷多的，为了解决这个问题，科学家采用了许多办法，这些方法包括无损伤和损伤两类。

无损伤方法包括：增加电极，通过高密度记录电极的数据，结合复杂的数学程序和若干假设，进行分析运算；与高空间分辨率的脑功能成像方法结合（如PET、fMRI、fNIRS）。

损伤方法包括：手术中的颅内技术、脑损伤或脑局部切除患者的颅外记录、动物模型的急慢性埋藏电极记录等。

芯动神州科技发布ADSD1299是8路低噪音同时取样的24位Delta-Sigma ADC

芯动神州科技的ADSD1299是8路低噪音同时取样的24位Delta-Sigma ADC，并内置了可编程增益放大器（PGA），基准电压和振荡器，集成了脑电图（EEG）所需的通用特性。主要用在医疗仪器如EEG和ECG、听觉诱发电位（EAP）脑电双频谱指数（BIS）、睡眠研究监测等高精度多路信号采集。

凭借其高度集成和卓越的性能，ADSD1299能够以显着降低的尺寸，功耗以及总体成本创建可扩展的医疗仪器系统。ADSD1299每个通道都有一个灵活的输入多路复用器，可以独立连接到内部生成的信号以进行测试、温度和导联脱落检测。此外，可以选择输入通道的任何配置来推导患者偏置输出信号。可选的SRB 引脚可用于将公共信号路由到多个输入以进行参考蒙太奇配置。ADSD1299以250SPS至16kSPS。可以使用激励电流吸收器或源在器件内部实现导联脱落检测。多个ADSD1299器件可以在菊花链配置的高通道数系统中级联。

ADSD1299主要特性

•8个低噪声PGA和8个高分辨率同步采样ADC

•极低的输入参考噪声：1.0μVPP（70Hz BW）

•输入偏置电流：300pA

•数据速率：250sps~16ksps

•共模抑制比（CMRR）：-110dB

•可编程增益：1，2，4，6，8，12或24

•单极性或双极电源

模拟：4.5V~5.5V

数字：1.8V~3.3V

•内置偏压驱动放大器、引线断开检测、测试信号

•内置振荡器

•内部或外部参考电压

•灵活的省电，待机模式

•引脚兼容的ADS1299IPAG

• SPI兼容的串行接口

•工作温度范围：-40℃~+85℃

ADSD1299功能设计框图

多个ADSD1299器件配置框图

ADSD1299单电源工作电路图

ADSD1299双极电源工作原理图

总结

ADSD1299器件具有非常低的输入参考噪音1.0μVPP（70Hz BW）。每路的功耗5mW，输入偏置电流300pA，数据速率250sps~16ksps，C1.0μVPP（70Hz BW），CMMR为-110dB，可编程增益为1、2、4、6、8、12或24，单极或双极电源工作。供货充足，价格合理，可替换性高，正是芯动神州产品的优势所在。

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