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MAX30003 Biopotential AFE -Handbuch: Schaltungsanalyse, PIN -Konfiguration, Datenblatt und AD8232 -Vergleich

Wearable Technology hat die Annäherung an die Gesundheitsüberwachung umgestaltet und die Komfort mit der klinischen Funktionalität nahtlos verschmolzen.Dominant für diese Evolution ist der Max30003, ein anspruchsvoller biopotentieller analoge Frontend, der auf Wearables und Remote Health Monitoring -Geräte zugeschnitten ist.Es ist für die Energieeffizienz und -präzision ausgelegt und ermöglicht eine genaue Elektrokardiogramm -Messwerte (EKG) und gesundheitliche Erkenntnisse, was es zu einer beliebten Wahl macht.In diesem Artikel befassen wir uns mit den erweiterten Funktionen des Max30003, von seinen Funktionen mit geringer Stromverbrauch und Lärmfilterung bis hin zu flexibles Design, die verschiedene Anwendungen zur Überwachung von Gesundheitsüberwachungen unterstützt und untersucht, wie es zu einer zuverlässigen, kontinuierlichen Patientenversorgung und Fitness-Verfolgung beiträgt.

Katalog

Überblick über max30003

Der Max30003 ist ein vielseitiges biopotentiales analoges Front-End, das ideal für eine tragbare Technologie, die sowohl klinische als auch Fitnessanwendungen abzielt.Es wurde für die Energieeffizienz entwickelt und unterstützt eine längere Akkulaufzeit und bietet eine zuverlässige Herzfrequenz und die Überwachung der EKG.Mit einem einzelnen Biopotentialkanal misst der MAX30003 die EKG und die Herzfrequenz effizient, wodurch es für eine Vielzahl von Gesundheitsüberwachungsbedürfnissen geeignet ist.Diese Funktion mit geringer Leistung erstreckt sich auf einen Ultra-Low-Power-Standby-Modus, was es ideal für Geräte, die eine kontinuierliche Überwachung über lange Dauern ohne häufiges Aufladen erfordern.

Das Gerät umfasst den ESD -Schutz und die EMI -Filterung (Electromagnetic Interference), um die Zuverlässigkeit über unterschiedliche Bedingungen hinweg zu verbessern.Diese Schutzmaßnahmen sind nützlich für Geräte, die häufig elektrischen Störungen ausgesetzt sind, was ansonsten die Datenintegrität beeinträchtigen kann.Durch die Behebung dieser Probleme stellt der max30003 genaue Daten und die Resilienz für Geräte sicher, was für eine zuverlässige Überwachung in klinischen und Fitnessumgebungen grundlegend ist.Dieser robuste Schutz unterstützt eine konsequente Leistung und erfüllt die Anforderungen an langlebige, zuverlässige tragbare Geräte.

Zusätzliche Merkmale wie interne Blei-Vorurteile und automatische Erkennung von Lead-Off verbessern die Verwendbarkeit des max30003 weiter.Mit hohen Eingangsimpedanz, niedrigem Rauschen und anpassbaren Verstärkungseinstellungen ist das Gerät an verschiedene Signalintensitäten anpassbar, um die Präzision über Anwendungen hinweg sicherzustellen.Die integrierten Tiefpass- und Hochpassfilter verbessern die Signalklarheit, während der hochauflösende ADC eine gefährliche Rolle bei der Sammlung genauer Messungen spielt, dynamisch für die detaillierte Analyse von Gesundheitsdaten.

PIN -Konfiguration

PIN -Nummer	Pin -Name	Beschreibung
1, 2, 4, 5, 24, 26	I.C.	Intern verbunden.Verbinden Sie sich mit Agnd.
3, 8, 28	Agnd	Analogleistung und Referenz.Verbinden Druckenschaltplatte gemahlene Ebene.
6	EKGP	EKG Positive Input
7	ECGN	EKG Negative Eingabe
9	Capp	Analoge Hochpassfiltereingabe.Schließen Sie ein 1 & mgr ;f x7R an Kondensator (CHPF) zwischen CAPP und CAPN, um eine 0,5-Hz-Hochpassreaktion in zu bilden Der EKG -Kanal.
10	Capn	Analoge Hochpassfiltereingabe.Schließen Sie ein 1 & mgr ;f x7R an Kondensator (CHPF) zwischen CAPP und CAPN, um eine 0,5-Hz-Hochpassreaktion in zu bilden Der EKG -Kanal.
11	CPLL	PLL -Schleifenfiltereingang.Schließen Sie eine 1NF -COG -Kappe zwischen CPLL an und agnd.
12	DGND	Digitaler Boden sowohl für digitale Kern- als auch für I/O -PAD -Treiber. Empfohlen, um eine Verbindung zur AGND -Ebene herzustellen.
13	DVDD	Digitale Kernversorgungsspannung.Verbindung zu AVDD herstellen.
14	Fclk	Externe 32.768 kHz Uhr, die die Stichprobe von steuert Die internen Sigma-Delta-Konverter und Dezimator.
15	CSB	Active-T-T-Chip-Select-Eingang.Ermöglicht die Serie Schnittstelle.
16	Sclk	Serienuhreingang.Uhrendaten in und aus der Serie Schnittstelle, wenn CSB niedrig ist.
17	SDI	Seriendateneingabe.SDI wird in das Gerät auf dem Gerät abgetastet Steigende Kante von SCLK, wenn CSB niedrig ist.
18	SDO	Seriendatenausgabe.SDO wird den Zustand am Sturz ändern Rand von SCLK, wenn CSB niedrig ist.SDO ist dreiweise, wenn CSB hoch ist.
19	Ovdd	Logik -Schnittstellenversorgungspannung
20	Int2b	Interrupt 2 Ausgang.INT2B ist ein Aktiv-Tiefenstatusausgang. Es kann verwendet werden, um ein externes Gerät zu unterbrechen.
21	Intb	Ausgang unterbrechen.INTB ist eine aktive Ausgabe mit niedrigem Status.Es Kann verwendet werden, um ein externes Gerät zu unterbrechen.
22	Avdd	Analoge Kernversorgungsspannung.Verbindung zu DVDD herstellen.
23	Vref	ADC -Referenzpufferausgabe.Schließen Sie eine 10 μF X5R -Keramik an Kondensator zwischen VREF und AGND.
25	VCM	Ausgangsmoduspufferausgabe.Schließen Sie eine 10 μF X5R -Keramik an Kondensator zwischen VCM und AgND.
27	VBG	Bandgap -Rauschfilterausgang.Schließen Sie eine 1,0 μF x7R -Keramik an Kondensator zwischen VBG und AGND.
EP	-	Exponiertes Paddel.Verbinden Sie sich mit Agnd.

CAD -Modelle

Symbole

Fußabdrücke

3D -Modelle

Merkmale

Besonderheit	Beschreibung
Klinische EKG AFE	Hochauflösender Datenkonverter mit 15,5 Bit wirksam Auflösung und 5 µV P-P-Geräusch
Verbesserte reale CMRR	Verbesserte Trockenstartfähigkeit mit voll differenzieren Eingabestruktur und CMRR> 100 dB
Hohe Eingangsimpedanz	Hohe Impedanz> 500 MΩ für niedrige gemeinsame zu differenzielle Moduskonvertierung
Mindestsignalabschwächung	Reduziert den Signalverlust bei Eingangseingang während der Trockenstarts aufgrund von hohe Elektrodenimpedanz
Hoch -DC -Offset -Reichweite	± 650 mV (typisch bei 1,8 V), kompatibel mit verschiedenen Elektroden
Hoher Wechselstromdynamikbereich	65 mV P-P, verhindert die AFE-Sättigung von Bewegung oder direkt Elektrodenhits
Längere Akkulaufzeit	Konsumiert nur 85 µW bei 1,1 V -Versorgungsspannung
Leads-On Interrupt-Funktionen	Ermöglicht es Mikrocontroller, bis zum tiefen Schlafmodus zu bleiben, bis Gültiger Lead -Zustand wird erkannt
Anführungsstrom	Niedriger Strom von 0,7 µA (typisch)
Eingebaute Herzfrequenzerkennung	An Bord -HR -Erkennung mit Interrupt -Funktion, Reduzierung Microcontroller -Verarbeitungslast
Robuste R-R-Erkennung	Wirksam in Hochbewegungsumgebungen mit sehr geringer Leistung Verbrauch
Konfigurierbare Interrupts	Ermöglicht Microcontroller auf jedem Herzschlag, Reduzierung der Systemleistung
Hohe Genauigkeit	Ermöglicht die Extraktion von physiologischen Daten
32-Word-FIFO-Puffer	Unterstützt das Aufwachen des Mikrocontrollers alle 256 ms mit voller EKG -Akquisition
Hochgeschwindigkeits-SPI-Schnittstelle	Erleichtert die schnelle Datenübertragung
Niedriger Abschaltstrom	Konsumiert im Abschaltmodus nur 0,5 µA (typisch)

Technische Spezifikation

Hier ist die technische Spezifikationstabelle für die integrierte Maxim integriert MAX30003CTI+.

Typ	Parameter
Fabrikvorlaufzeit	9 Wochen
Montagetyp	Oberflächenhalterung
Paket / Fall	28-wfqfn exponiertes Pad
Oberflächenhalterung	JA
Anzahl der Stifte	28
Verpackung	Tablett
Veröffentlicht	2016
JESD-609 Code	E3
Pbfree Code	Ja
Teilstatus	Aktiv
Feuchtigkeitsempfindlichkeit (MSL)	1 (unbegrenzt)
Anzahl der Terminen	28
Typ	EKG Frontend
Terminal Finish	Matte Dose (sn)
Maximale Betriebstemperatur	70 ° C.
Min Betriebstemperatur	0 ° C
Anwendungen	Herzfrequenzüberwachung
HTS -Code	8542.39.00.01
Endposition	Quad
Terminalform	Keine Führung
Peak -Reflow -Temperatur (CEL)	260
Anzahl der Funktionen	1
Versorgungsspannung	1,8 V
Terminal Tonhöhe	0,5 mm
Zeit@Peak Reflow Temperatur-Max (s)	NICHT ANGEGEBEN
Basisteilnummer	Max30003
Temperaturqualität	KOMMERZIELL
Maximale Versorgungsspannung	2V
Min -Versorgungsspannung	1,2 V
Länge	5mm
Höhe sitzen (max)	0,8 mm
Breite	5mm
SVHC erreichen	Kein SVHC
ROHS -Status	ROHS3 -konform

Teile zum Vergleich

Teilenummer	Hersteller	Paket / Fall	Anzahl der Stifte	Min -Versorgungsspannung	Versorgungsspannung	Maximale Versorgungsspannung	ROHS -Status	Montagetyp	Peak -Reflow -Temperatur
MAX30003CTI+	Maxim integriert	28-wfqfn exponiertes Pad	28	1,2 V	1,8 v	2 v	ROHS3 -konform	Oberflächenhalterung	260
TLV320AIC23BIPWR	Texas Instrumente	28-wfqfn exponiertes Pad	28	1,5 V	3.3 v	3.6 V	ROHS3 -konform	Oberflächenhalterung	260
TLV320AIC23BIRHD	Texas Instrumente	28-tssop (0,173, 4,4 mm)	28	1,42 v	- -	3.6 V	ROHS3 -konform	Oberflächenhalterung	260
SSM2603CPZ-reel7	Analog Devices Inc.	28-vfqfn exponiertes Pad	28	1,42 v	- -	3.6 V	ROHS3 -konform	Oberflächenhalterung	260
TLV320AIC23BRHDR	Texas Instrumente	28-vfqfn exponiertes Pad	28	1,42 v	- -	3.6 V	ROHS3 -konform	Oberflächenhalterung	260

Funktionales Blockdiagramm

MAX30003 Schaltungsintegration

In EKG -Systemen erkennen Elektroden, die an der Haut befestigt sind, mögliche Unterschiede, die aus der subtilen elektrischen Aktivität des Herzens stammen.Der max30003 nutzt einen dedizierten Biopotentialkanal, um diese Signale zu erfassen.Durch die strategische Integration zahlreicher Max30003-Einheiten in parallelen Konfigurationen, wie beispielsweise in einem 3-Lead-Holter-Monitor, können sie hergestellt werden.In dieser Anordnung erfordert diese Anordnung die Verwendung von zwei Einheiten und nutzt die Signalverarbeitung, um das dritte Lead abzuleiten.

3-Lead-Holter-Monitor mit max30003

Der max30003 ist geschickt darin, die Architektur eines 3-Lead-Holter-Monitors zu unterstützen.Ein Wilson Central Terminal (WCT) ist eine Schlüsselkomponente in diesem Design, durchschnittlich Potentiale von drei strategisch platzierten Elektroden und bei der Unterstützung der Rauschminimierung.Das Gerät ist so konstruiert, dass sie standhaft störende aus häufigen Quellen wie elektrischen Linien verwalten, um die Extraktion eines makellosen Signals ohne Rauschen zu gewährleisten.

In Anwendungen kann ein sorgfältig architektiertes 3-Führungssystem mit präziser Elektrodenplatzierung den diagnostischen Prozess erheblich erhöhen, indem sie eine breitere Sicht auf die Herzdynamik bietet.Untersuchungen zeigen, dass eine stabile 3-führende Konfiguration eine zuverlässige kontinuierliche Überwachung bietet.Ein solches System ist für die rechtzeitige Erkennung von Arrhythmien vorteilhaft.

Lärm und Common-Mode-Interferenz

Die EKG-Signalqualität wird häufig durch externes Rauschen in Frage gestellt, die sich aus Linieninterferenz, bewegungsbezogenen Artefakten und Muskelkontraktionen ergeben.Der MAX30003 integriert die modernen Filtermethoden, um diesen Störungen entgegenzuwirken.Sein hohes Common-Mode-Abstoßungsverhältnis (CMRR) und die erweiterte Differentialeingangsschaltung korrigieren das Rauschen des Common-Mode signifikant, wodurch die Signalintegrität erhöht wird.Die Verwendung einer zusätzlichen Elektrode zur aktiven Rauschunterdrückung reinigt das erfasste Signal weiter.

Die Erfahrungen belegen, dass die Aufrechterhaltung einer konsistenten Signalqualität stark von der strategischen Elektrodenplatzierung und der Einhaltung empfohlener Praktiken wie der Gewährleistung eines festen Kontakts zwischen Elektroden und Haut und der Beratung relativer Stille während der EKG -Aufzeichnungen erheblich profitiert.Diese Maßnahmen sind wirksam bei der Reduzierung von Verzerrungen und Artefakten.

Körperpotentialmanagement

In tragbaren EKG -Konfigurationen ist eine effektive Verwaltung des Körperpotentials erforderlich, um präzise Messwerte zu erreichen.Der MAX30003 verwendet eine dedizierte RLL -Elektrode (Right Leg), um das Körperpotential zu stabilisieren, die elektrische Drift zu verhindern und sicherzustellen, dass Verstärker in ihrem optimalen Bereich arbeiten.In Konfigurationen ohne RL -Elektrode kann die Behandlung des Körperpotentials durch die Verwendung programmierbarer Blei -Bias -Widerstände erleichtert werden.

Die wirksame Behandlung des Körperpotentials kann die Messgenauigkeit deutlich beeinflussen.Die Einbeziehung von Rückkopplungsschleifen und das Einbetten von adaptiven Algorithmen, um das Körperpotential dynamisch zu bewältigen, ist ein praktikabler Ansatz, um genauere und konsistentere Lesungen zu erhalten, insbesondere in verschiedenen physiologischen und ökologischen Umgebungen.

Typisches Anwendungsschema

Anwendungsfallkreis

Vergleich von max30003 und ad8232 Spezifikationen

Attribut	Max30003	AD8232
Grundproduktnummer	Max30003	AD8232
Kategorie	Integrierte Schaltkreise (ICS) Spezialisierte ICs	Entwicklungsausschüsse, Kits, Programmiererbewertung und Demonstrationsbretter und Kits
Hersteller	Maxim integriert	Analog Devices Inc.
Serie	- -	- -
Paket	Tablett	Kasten
Teilstatus	Aktiv	Aktiv
Typ	EKG Frontend	Schnittstelle

Beliebte Verwendungszwecke für den MAX30003 -EKG -Sensor

Der MAX30003 ist hauptsächlich für verschiedene Anwendungen geeignet, insbesondere für die Gesundheitsüberwachung, die Fitnessverfolgung und die Bioauthentifizierung.Durch die Erforschung dieser Domänen werden ihre greifbaren Auswirkungen und Vorteile bei der täglichen Verwendung hervorgehoben.

Ereignisüberwachungsmonitore zur Beobachtung von Arrhythmien

In der Welt der Arrhythmie -Beobachtung sind Geräte mit dem max30003 -Chip für ihre Fähigkeit hervorgegangen, unregelmäßige Herzrhythmen zu erkennen und zu überwachen.Mit der Fähigkeit, Anomalien früh und genau zu identifizieren, sind diese Monitore ein dynamisches Instrument für die zeitnahe medizinische Reaktion.Eine Reihe moderner Gesundheitsgeräte enthält Veranstaltungsmonitore für die kontinuierliche Rhythmus -Tracking.Sie setzen hoch entwickelte Algorithmen ein, um kleinere Unregelmäßigkeiten unter schwereren Erkrankungen zu erkennen und damit die Patientenversorgung zu stärken.

Drahtlose Patches zur Fernüberwachung von Patienten

Das Aufkommen von drahtlosen Patches mit dem Max30003 verändert die Fernüberwachung der Patienten.Diese Geräte ermöglichen eine ununterbrochene EKG -Datenaustausch und befähigen Sie, die Herzgesundheit aus der Ferne zu überwachen.Die Technologie erweist sich für Sie als vorteilhaft und bietet den Komfort reduzierter Krankenhausbesuche.Die Zuverlässigkeit und Präzision dieser Patches stellen sicher, dass die Entscheidungen im Gesundheitswesen unverzüglich und mit Einsichten getroffen werden.

Fitness -Tracker Herzfrequenzmonitore in Brustbändern

In Fitnesskreisen werden Brustbänder mit Herzfrequenzmonitoren, zu denen das max30003 gehören, ausgiebig verwendet.Diese Instrumente liefern genaue Herzfrequenzmetriken und hilft Sportlern und Fitness -Anhängern bei der Verfeinerung ihrer Trainingsstrategien.Durch die Interpretation biometrischer Daten können Einzelpersonen ihre Übungen anpassen, um gezielte Herzfrequenzzonen zu erreichen, wodurch die Effektivität und Sicherheit ihrer Trainingseinheiten gesteigert werden.Der Nutzen und der Erfolg dieser Monitore sind in verschiedenen Fitnessumgebungen gut etabliert.

EKG-basierte Überprüfung in Bio-Authentifizierungssystemen

Bio-Authentifizierungssysteme mit Nutzung der EKG-basierten Überprüfung bieten eine modernste Anwendung des max30003.Durch die Nutzung der charakteristischen elektrischen Signale des Herzens einer Person bieten diese Systeme eine robuste und vertrauenswürdige Form der Identitätsprüfung.Diese Methode gewinnt an den Bereichen mit hoher Sicherheit, in denen herkömmliche Systeme ausfallen können.Die individualisierte Natur der EKG -Muster sorgt für eine beeindruckende Barriere gegen unbefugten Zugang und verstärkt die Sicherheitsprotokolle dramatisch.

Herstellerübersicht

Maxim integriert, jetzt Teil von analogen Geräten, spielt eine wesentliche Rolle als führender Anbieter analoger und gemischter ICS.Diese Integration positioniert das Unternehmen, um umfangreiches Branchenwissen zu nutzen und die Entwicklung hoch entwickelter und wegweisender Lösungen zu ermöglichen.In einem tiefgreifenden Verständnis der technologischen Entwicklung und Ihrer Bedürfnisse beruht ihre Innovationen und leitet sich von einer Mischung aus Fachwissen und Marktintuition.

Innerhalb der Automobilkugel schafft Maxim Lösungen, die die Fahrzeugdynamik erhöhen, Sicherheitsmaßnahmen stärken und die Wechselwirkungen zwischen den Fahrer verbessern.Ihr Energieverwaltungs -ICS ist der Schlüssel zur Optimierung des Energieverbrauchs und sorgt für die Zuverlässigkeit auch in Bezug auf herausfordernde Umgebungen.Durch die Ausrichtung des fortschrittlichen Ingenieurwesens mit einem genauen Verständnis der Automobilanforderungen trägt Maxim aktiv zur Zukunft der technischen Technologie bei.

Datenblatt PDF

TLV320AIC23BIPWRWREGENDE DATHEETS:

TLV320AIC23B.PDF

TLV320AIC23BIRHD -Datenblätter:

TLV320AIC23B.PDF

SSM2603CPZ-REEL7-Datenblätter:

SSM2603.pdf

TLV320AIC23BRHDR -Datenblätter:

TLV320AIC23B.PDF