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ADI公司自动体外除颤仪(AED)解决方案
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拍明
AED系统理论与典型架构
自动体外除颤仪(AED)是一种便携式电子器件，可以自动诊断可能危及患者生命的心室纤维性颤动和心室性心博过速两种心律失常症状。自动是指器件可以自主分析患者状况，并且为了帮助分析的顺利开展，多数产品都具有语音提示，有些还可能有显示屏，用于指示用户操作方法。借助简单的语音和可视命令，AED在设计时充分考虑易用性，即使是外行也可轻松上手。
除颤仪可以是体外式、经静脉式或植入式，具体取决于应用类型。体外除颤仪按操作方式可以分为手动型和自动型两种，按能量传输方式则可分为单相波形和双相波形两种。
除颤需要通过一种称为除颤仪的设备将治疗剂量的电能注入患者心脏。这会使心肌的电信号传导部分去极化，终止节律障碍，并借助人体心脏窦房结中的天然起搏器重新建立正常窦性心律。能量选择由AED器件根据ECG和两个除颤仪电极的阻抗自动确定，然后，安全处理器控制电路，以选定的能量为高电压电容充电。在电容充电完成之后，器件会提示用户进行电击操作，这是一项高风险的操作，必须进行双重确认，以确保操作人员和患者的安全。在除颤前后，都可以使用选配的多导联ECG监护仪(3/5/10导联)对治疗效果进行评估。除颤仪电极中的ECG是简单的单导联ECG，用于R波识别等基本ECG测量，而可选的多导联ECG则是诊断监护功能，可以发现复杂问题。
AED的设计考虑和主要挑战
在AED设计中，安全性是首要考虑因素。任何操作都必须确保操作人员和患者的安全，因此有必要采用一些冗余设计。
•安全保障机制和操作处理器都需要相互检查，确保做出正确的决定。
•如果超时，则使已充电电容放电。
•能量传输的双重确认机制。
•语音提示非常有用。
•如果目标阻抗超出人体的正常范围，则禁用除颤功能。隔离在设备的内外部都是非常重要的。
•设备必须确保在内部高电压与器件表面/端口之间有着充足的隔离措施。
•设备必须在内部高电压器件与低电压器件之间提供隔离机制。正如大家所知，除颤工作于高电压模式，而信号处理器则工作于低电压模式。因此可以使用基于继电器的路径开关。
快速响应至关重要。AED是一种用于挽救生命的器件，因此，器件响应越快，挽回生命的可能性就越大。
•能快速启动并工作。
•能对体外患者监护仪触发输出等外部信号快速响应。
•实时R波识别，以确定传输能量的确切时间。
•针对电击程序的实时能量控制机制，与不同的能量传输波形存在IP关联关系。
•快速充电和能量传输，可节省时间。
可靠性极其重要。AED可以用于多种领域，医院内外，救护车、直升机等高振动条件，以及阳光、多雨天气等室外应用环境。因此，AED可能需要具备抗振能力、防水能力等，以适应各种复杂条件。
•宽工作温度范围。
•在温度范围内，性能漂移低，如偏置电流和噪声。
•电路应该能够在较大的电流浪涌下正常工作。
交互模式使得AED操作起来非常简单。
•语音提示可以用来指示执行下一步操作。
•录音功能可以用来记录救助程序，供取证使用。
现代AED需要具备多种接口能力。
•ISM、WIFI等无线连接能力可以用于医院中的器件，而GPRS/3G则对医院外的器件非常有用。
•像LAN、UART、存储卡等外设则用于电气医疗系统。
ADI公司的整体解决方案
ADI提供大量的放大器、数据转换、信号处理、音频处理、隔离和电源管理解决方案，使AED应用的产品质量和可靠性达到最佳程度。此外，ADI还提供评估板、仿真工具和应用专业技术，为客户的设计和开发工作提供支持。
主信号链
主要产品
器件 | 说明 | 优势 | |
安全处理器 | |||
ADuC7019/ADuC7020/ADuC7021/ADuC7022/ADuC7024/ADuC7025/ADuC7026/ADuC7027/ADuC7028均为完全集成 | 精密模拟MCU，低成本单芯 | ||
ADUC7021 | 的1 MSPS、12位数据采集系统，在单芯片内集成高性能多通道ADC、16位/32位MCU和闪存/EE存储器。4路DAC | 片MCU，搭载丰富的外设，如 | |
输出只是在特定型号上提供(ADuC7020和ADuC7026)。62 kB Flash/EE存储器，8 kB SRAM | ADC、DAC等 | ||
ADSP-BF512F是Blackfin®处理器系列的低成本入门级处理器。在性能、外设集成和价格三者之间达到最佳平 | 一款性能与成本取得最佳平衡 | ||
ADSP-BF512F | 衡，适用于便携式测试设备、嵌入式调制解调器、生物识别、消费音频等多数成本敏感型应用。高性能16/32 | ||
位Blackfin®嵌入式处理器内核、灵活的高速缓存架构、增强型DMA子系统以及动态电源管理(DPM)功能，使 | 的数字信号处理器，搭载丰富的 | ||
系统设计人员拥有一个灵活的平台来处理各种应用 | 外设，如ADC、PWM、CAN、SPI等 | ||
输入缓冲器 | |||
AD862x是一款精密JFET输入放大器。它具有真正的单电源供电、低功耗和轨到轨输出等特性。当容性负载 | |||
AD8625 | 超过500 pF时，输出仍能保持稳定；每个放大器的电源电流小于630 µA。AD862x的具体应用包括：光电二极 | 精密、低功耗、单电源、JFET | |
管跨导放大，ATE基准电平驱动器，电池管理，线路供电和便携式仪器仪表，以及包括汽车传感器在内的远 | 放大器 | ||
程传感器信号调理 | |||
AD8505/AD8506/AD8508分别是单路、双路和四路微功耗放大器，具有轨到轨输入/输出摆幅特性，采用1.8 V至 | |||
AD8505 | 5 V单电源供电或±0.9 V至±2.5 V双电源供电。这几款放大器采用新的电路技术，每个放大器的工作电源电流 | 20 µA(最大值)、RRIO、零输入交 | |
小于20 µA时，可实现零输入交越失真(出色的PSRR和CMRR性能)和低偏置电流。该放大器系列在相同功率等 | 越失真单通道运算放大器 | ||
级产品中的噪声最低 | |||
AD8613/AD8617/AD8619分别是单通道/双通道/四通道、微功耗、轨到轨输入和输出放大器，具有低失调电压 | 微功耗、低噪声、低成本CMOS | ||
AD8613 | 以及低输入电压和电流噪声特性。该器件采用1.8 V至5.0 V单电源(或±0.9 V和±2.5 V双电源)供电。低失调、低 | ||
RRIO单通道运算放大器 | |||
噪声、极低输入偏置电流和低功耗特性相结合，使AD8613特别适合便携式和环路供电仪器仪表应用 | |||
ADA4505-1 | ADA4505-1/ADA4505-2/ADA4505-4分别是单通道、双通道和四通道微功耗放大器，具有轨到轨输入和输出摆 | 10 µA、RRIO、零输入交越失真 | |
幅特性，采用1.8 V至5 V单电源供电或±0.9 V至±2.5 V双电源供电 | 单通道运算放大器 | ||
In Amps | |||
AD8220是一款单电源、JFET输入仪表放大器，采用MSOP封装。它针对高性能、便携式仪器的需要而设计，直流 | 具有轨到轨输出的JFET输入仪 | ||
AD8220 | 时的最小共模抑制比(CMRR)为86 dB，在5 kHz、G = 1时的最小CMRR为80 dB。最大输入偏置电流为10 pA，在整个 | ||
表放大器 | |||
工业温度范围内通常保持在300 pA以下。虽然采用JFET输入，但AD8220的噪声转折频率典型值仅为10 Hz | |||
AD8221是一款增益可编程高性能仪表放大器，拥有行业同类最高的频率共模抑制比(CMRR)。当今市场上的 | |||
AD8221 | 仪表放大器的共模抑制比在200 Hz处下降。相反，在G = 1、频率最高为10 kHz时，AD8221所有等级产品的共 | 精密仪表放大器 | |
模抑制比均保持最低80 dB。相对于频率的高共模抑制比使得AD8221可以抑制宽带干扰和线性谐波，大大简 | |||
化了滤波要求。可能的应用包括精密数据采集、生物医学分析和航空航天仪器 | |||
AD8226是一款低成本、宽电源电压范围仪表放大器，仅需要一个外部电阻来设置增益，增益范围为1至 | |||
AD8226 | 1000。它被设计为可工作于各种信号电压的情况下。宽输入范围和轨到轨输出使信号可充分利用供电轨。 | 宽电源电压范围、轨到轨输出 | |
由于输入范围能够降到负电源电压以下，因此无需双电源便可放大接近地电压的小信号。该器件采用±1.35 V | 仪表放大器 | ||
至±18 V的双电源供电或2.2 V至36 V单电源供电 | |||
AD8236 | AD8236是业界功耗最低的仪表放大器。它具有轨到轨输出，可以采用低至1.8 V的电源供电。最大电源电流 | 40 µA微功耗仪表放大器 | |
为40 µA，因此该器件是电池供电应用的绝佳选择 | |||
AD8237 | AD8237是一款微功耗、零漂移、轨到轨输入和输出仪表放大器。它可通过两个相对匹配的电阻设置1至1000 | 微功耗、零漂移、真正的轨到轨 | |
间的任何增益。AD8237在任何增益下均可用比率匹配的两个电阻保持出色的增益精度 | 仪表放大器 | ||
ECG AFEs | |||
AD8232是一款用于ECG及其他生物电测量应用的集成信号调理模块。该器件设计用于在具有运动或远程电 | |||
AD8232 | 极放置产生的噪声的情况下提取、放大及过滤微弱的生物电信号。该设计使得超低功耗模数转换器(ADC) | 单导联心率监护模拟前端 | |
或嵌入式微控制器能够轻松地采集输出信号 | |||
ADAS1000能够测量心电图(ECG)信号、胸阻抗、起搏伪像、导联连接/脱落状态，并将此信息以数据帧的形式 | 低功耗、5电极心电图(ECG)模 | ||
ADAS1000 | 输出，以可编程数据速率提供导联/矢量或电极数据。它具有低功耗和小尺寸特性，适合电池供电的便携式 | 拟前端，提供呼吸测量和脉 | |
应用。它还是一款高性能器件，因此适用于高端诊断设备。 | 搏检测 | ||
主要产品(续)
器件 | 说明 | 优势 |
隔离驱动器/信号/功率
ADuM4400 | ADuM240x是采用ADI公司iCoupler ®技术的四通道数字隔离器。这些隔离器件将高速CMOS与单芯片空芯变压 | 四通道数字隔离器 |
器技术融为一体，具有优于光耦合器等替代器件的出色性能特征 | ||
ADuM4070是一款稳压dc-to-dc隔离电源控制器，集成内部MOSFET驱动器。该dc-to-dc控制器原边内置一个隔 | 集成反馈功能的隔离式开关 | |
ADuM4070 | 离式PWM反馈，采用iCoupler ®芯片级变压器技术和完整的回路补偿。可以不必采用光耦合器进行反馈以及为 | |
调节器 | ||
了稳定性而补偿环路 | ||
ADuM6000是一款基于ADI公司iCoupler ®技术的隔离式dc-to-dc转换器。该dc-to-dc转换器可提供多种输入/输 | ||
ADuM6000 | 出电压组合的稳压隔离功率，如数据手册的表1所列。ADI公司芯片级变压器iCoupler技术使这款dc-to-dc转换 | 隔离式5 KV dc-to-dc转换器 |
器的隔离功率传输效率最高可达31% | ||
ADuM4160 | ADuM4160是一款采用ADI公司iCoupler ®技术的USB端口隔离器，它将高速CMOS工艺与单片空芯变压器技术相 | 全速/低速USB数字隔离器 |
结合，可提供优异的工作性能，并且很容易与低速和全速USB兼容外设集成 | ||
ADM2491E是一款隔离数据收发器，提供±8 kV ESD保护，适用于多点传输线路的高速、半双工或全双工通 | 5 kV信号隔离、高速(16 MBPS)、 | |
信。在半双工模式下，发射器输出与接收器输入共用同一传输线路。发射器输出引脚Y和Z分别在外部与接收 | ||
ADM2491E | 器输入引脚A和B相连。ADM2491E针对平衡传输线路而设计，符合ANSI TIA/EIA RS-485-A-1998和ISO 8482：1987(E) | ESD保护、全/半双工RS-485收 |
标准。该器件采用ADI公司的iCoupler ®技术，将三通道隔离器、三态差分线路驱动器和差分输入接收器集成 | 发器 | |
于单封装中 | ||
ADCs | ||
AD7091R是一款12位逐次逼近模数转换器(ADC)，可在高吞吐速率(50 MHz SCLK时为1 MSPS)下实现超低功耗 | 1 MSPS、超低功耗、12位 | |
AD7091R | (3 V和1 MSPS时典型值为349 µA)。它采用先进的设计和信号处理技术，可在高吞吐速率下实现极低功耗。该 | ADC、内置片内基准电压源、 |
器件还提供精确的2.5 V片内基准电压 | 采用10引脚LFCSP和MSOP | |
封装 | ||
AD7656-1 | AD7656-1/AD7657-1/AD7658-1的吞吐速率高达250 kSPS，并且内置低噪声、宽带宽采样保持放大器，可处理最 | 250 kSPS、6通道、同步采样双 |
高4.5 MHz的输入频率。 | 极性14位ADC | |
AD7684是一款16位、电荷再分配、逐次逼近型PulSAR®模数转换器(ADC)，采用2.7 V至5.5 V单电源(VDD)供电。 | ||
AD7684 | 该器件内置一个低功耗、高速、16位无失码采样ADC、一个内部转换时钟和一个串行、SPI兼容接口端口。还 | 16位、100 kSPS PulSAR®、 |
集成了一个低噪声、宽带宽、短孔径延迟的采样保持电路。在/CS下降沿，该器件对+IN与-IN引脚之间的电压 | 差分ADC，采用MSOP封装 | |
差进行采样。基准电压(REF)由外部提供，最高可设置为电源电压，功耗和吞吐速率呈线性变化关系。 | ||
AD7687是一款16位、电荷再分配、逐次逼近型模数转换器(ADC)，采用2.3 V至5.5 V单电源(VDD)供电。该器件 | ||
内置一个低功耗、高速、16位无失码采样ADC、一个内部转换时钟和一个多功能串行接口端口。还集成了一 | 16位、1.5 LSB INL、250 kSPS | |
AD7687 | 个低噪声、宽带宽、短孔径延迟的采样保持电路。在CNV上升沿，该器件对IN+与IN-引脚之间的电压差进行采 | PulSAR™差分ADC，采用MSOP或 |
样。这两个引脚上的电压摆幅通常在0 V至REF之间、相位相反。基准电压(REF)由外部提供，最高可设置为电 | QFN封装 | |
源电压 | ||
AD7176-2 | AD7176-2是一款快速建立、高精度、高分辨率、多路复用、24位Σ- 型ADC，采用低带宽的输入信号，具于介于 | 24位、250 KSPS Σ- 型ADC， |
5 SPS和250 KSPS之间的完全灵活的ODR(输出数据速率)。 | 建立时间20 µs | |
操作处理器 | ||
ADSP-BF524C拥有最高400 MHz(800 MMAC)的性能。高级DMA控制器既支持该处理器内核，同时还支持片内存 低功耗Blackfin处理器，配有高 | ||
ADSP-BF524C | 储器、片外存储器与系统外设之间进行的一维和二维DMA传输。处理器内核速度与DMA控制器相结合，可以 级外设和嵌入式立体声音频 | |
实现高效处理音频、语音、视频和图像数据 | 编解码器 | |
高性能16/32位Blackfin嵌入式处理器内核、灵活的高速缓存架构、增强型DMA子系统以及动态电源管理 | 低功耗Blackfin处理器，配有高 | |
ADSP-BF527C | (DPM)功能，使系统设计人员拥有一个灵活的平台来处理各种便携式应用，包括消费电子、通信、工业和仪器 | 级外设和嵌入式立体声音频 |
仪表 | 编解码器 | |
主要产品(续)
器件 | 说明 | 优势 | |
电源 | |||
ADP1621是一款固定频率、脉冲宽度调制(PWM)、电流模式设置转换器控制器。它用于驱动一个外置n沟道 | 恒频，电流模式升压dc-to-dc | ||
ADP1621 | MOSFET，将输入电压转换为较高的输出电压。ADP1621也可以用于驱动反激式、SEPIC和正向隔离式或非 | ||
控制器 | |||
隔离式转换器拓扑结构。ADP1621无需使用电流检测功率电阻更多 | |||
ADP1821是一款多功能的经济型、同步、脉冲宽度调制(PWM)、电压模式降压控制器。它驱动一个全N沟道功 | |||
ADP1821 | 率级，将输出电压调节到低至0.6 V的水平。可以对ADP1821进行配置，提供从0.6 V至相当于输入电压85%的输 降压dc-to-dc控制器 | ||
出电压，并可处理用于负载点稳压器的大型MOSFET | |||
ADP7102 | 3.3 V至20 V输入，300 mA输出电流，200 mV低压差LDO，具备低噪声性能、15 µV rms(固定电压输出)、高PSRR | 改善噪声敏感负载和低压差 | |
60 dB(10 kHz时)，反向电流保护。与500 mA版本引脚兼容：ADP7104 | 的性能 | ||
ADP150 | 2.2 V至5.5 V输入，150 mA输出电流，105 mV低压差LDO，具备低噪声性能、9 µV rms独立电压输出、高PSRR | 改善噪声敏感负载和低压差 | |
70 dB(10 kHz时)。与200 mA版本引脚兼容：ADP151 | 的性能 | ||
CPR配件运动检测 | |||
ADXL345 | ADXL345是一款小而薄的低功耗3轴加速度计，分辨率高(13位)，测量范围达±16 g。数字输出数据为16位二进 | 3轴、±2 g /±4 g /±8 g /±16 g | |
制补码格式，可通过SPI(3线式或4线式)或I2C数字接口访问 | 数字加速度计 | ||
ADXL362 | ADXL362是一款超低功耗、3轴MEMS加速度计，输出数据速率为100 Hz时功耗低于2 µA，在运动触发唤醒模式 | 微功耗、3轴、±2 g /±4 g /±8 g | |
下功耗为270 nA。与使用功率占空比来实现低功耗的加速度计不同，ADXL362没有通过欠采样混叠输入信号； | |||
数字输出MEMS加速度计 | |||
它采用全数据速率对传感器的整个带宽进行采样 | |||
无线 | |||
ADF7023是一款工作在862 MHz至928 MHz和431 MHz至464 MHz频段的极低功耗、高性能、高集成度FSK/ | |||
ADF7023 | GFSK/OOK/MSK/GMSK收发器，这些频段覆盖免许可的433 MHz、868 MHz和915 MHz ISM频段。它适合欧洲 | 高性能、低功耗ISM频段FSK/ | |
ETSI EN 300-220、北美FCC (Part 15)、中国短程无线监管标准或其它类似地区标准下的电路应用。支持1 Kbps | GFSK/OOK/MSK/GMSK收发器IC | ||
至300 Kbps的数据速率 | |||
ADF7020是一款低功耗、低中频收发器，在免执照ISM频段433 MHz、868 MHz和915 MHz工作。它适合满足欧洲 | |||
ADF7020 | ETSI EN 300-220或北美FCC Part 15.247和15.249监管标准的电路应用。该器件采用2.3 V至3.6 V电源供电，输出 | ISM频段收发器IC | |
功率可在−16 dBm至+13 dBm范围内以0.3 dBm的步长精度进行编程。接收机灵敏度为−117.5 dBm(1 kB/s、FSK | |||
模式)或−110.5 dBm (9.6 kB/s)。功耗在接收模式下为20 mA，在发射模式下为30 mA(+10 dBm输出) | |||
音频 | |||
ADAU1461是一款低功耗、集成数字音频处理功能的立体声音频编解码器，支持立体声48 kHz录音和回放，采 集成PLL的SigmaDSP®立体声、汽 | |||
ADAU1461 | 用3.3 V模拟电源供电，功耗为35 mW。立体声音频ADC和DAC支持8 kHz至96 kHz范围内的采样速率，并支持数 | 车应用低功耗、96 kHz、24位音 | |
字音量控制 | 频编解码器 | ||
ADAU1381是一款低功耗、24位立体声音频编解码器。立体声音频DAC支持8 kHz至96 kHz的采样速率、数字 | 低噪声立体声编解码器，增强 | ||
ADAU1381 | 音量控制和可编程数字滤波器。立体声音频ADC支持8 kHz至96 kHz的采样速率和可编程数字音量控制。该 | ||
录音和回放处理 | |||
器件非常适合电池供电的音频应用 | |||
ADI （亚德诺半导体技术有限公司）
Analog Devices, Inc.（简称ADI）。中国注册公司名字为“亚德诺半导体技术（上海）有限公司。美国纳斯达克上市公司 (NASDAQ代码: ADI)。
将创新、业绩和卓越作为企业的文化支柱，并基此成长为该技术领域最持久高速增长的企业之一。ADI公司是业界认可的数据转换和信号处理技术全球领先的供应商，拥有遍布世界各地的60,000客户，涵盖了全部类型的电子设备制造商。作为领先业界40多年的高性能模拟集成电路（IC）制造商，ADI的产品用于模拟信号和数字信号处理领域。
公司总部设在美国马萨诸塞州诺伍德市，设计和制造基地遍布全球。ADI公司被纳入标准普尔500指数（S&P 500 Index）。
产品类别
客户面临最终挑战是向市场推出具有竞争优势的产品。因此，面对的挑战是提高性能、精度、速度和集成度，降低器件尺寸、能耗和价格，与客户更有效紧密地开展合作—这一切均能进一步提高创新能力。由于ADI专注于创造更具创新、更可靠的产品，ADI不仅将持续处于技术领先地位，还将证明，ADI的产品的与众不同是为客户创造巨大价值的关键所在。AD阵容不断扩大的创新产品有：放大器和线性产品、数据转换器、音频和视频产品、宽带产品、时钟和定时IC、光纤和光通信产品、接口和隔离、MEMS和传感器、电源和散热管理、处理器和DSP、RF和IF ICs、开关和多路复用器等等。
责任编辑：Davia
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