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ADS1292R: 问题:关闭呼吸波后,导联侦测失效!(continued discussion)

Part Number:ADS1292R

@Amy Luo

原讨论在这里: https://e2echina.ti.com/support/data-converters/f/data-converters-forum/773824/ads1292r

Hi Amy,

抱歉这次更新有点晚,我发现之前的讨论已经被locked了,所以新开一个. 

首先回复您的问题: 是的,在关闭了呼吸波及调制解调的情况下,无论是通过读取数据的首字节(我理解首字节应该是包含了LEADOFF_STATUS信息),还是单独读取LOFF_STAT寄存器,获得的状态信息始终是 0x00(首字节为0xc0),无法判断导联是否正常。

另外继续请教,我们经过这段时间的测试,发现我们用算法来判断导联是否连接的方法有漏洞,具体情况是:

我们采用的寄存器配置为(尝试过很多配置,这个是基本准确的): 

//CONFIG1|CONFIG2|LOFF|CH1SET|CH2SET|RLD_SENS|LOFF_SENS|LOFF_STAT|RESP1|RESP2|GPIO
0x00, 0xe0, 0xf0, 0x80, 0x00, 0x2c, 0x0c, 0x00, 0x02, 0x83, 0x0c

在该种配置下,如果导联未连接(电极空置),CH2输出的ADC值在 350000左右(大多数情况下会有超过350000的值出现),所以我们的算法是如果关闭了呼吸波,则判断 CH2 ADC输出值是否大于350000或小于-350000,如满足条件则为导联脱落。
我们现在遇到的问题是:该算法在大多数设备上工作,但大概有20%左右的样品,会出现电极空置时CH2 ADC输出偏离350000的情况! 有很高的500000 (这种其实适用目前的算法),也有很低的比如 200000, 甚至还有 0左右的。偏低的算法就会出现导联连接的误判。
另外我们发现,在设备插USB充电时(此时系统是USB供电,电源管理芯片有路径管理),电极空置,在部分设备上会出现 CH2 ADC输出缓慢降低的情况,充电完成时达到最低值,拔掉USB, CH2 ADC的输出值会在几分钟内逐渐回到电池供电时的值。
所以我现在的困惑是:为什么同样的配置,会有少量设备电极空置时的CH2 输出值不一样? 是否跟配置本身或者上电初始化的流程有关系?
期待您的回复! Thanks!
Amy Luo3 个月前 MISSING RESOURCE: in_reply_to Jeffrey Zhong
TI__Guru**** 171810 points
Jeffrey Zhong 说:
经过测试,在关掉呼吸波的情况下,我们目前的Work around是:根据连续读取的CH2值是否持续小于某一个值来判断导联态,采用的芯片配置如下:

在关掉呼吸波的情况下,仅对channel2进行DC lead-off检测,LOFF_STAT状态寄存器的bit2 和bit3不能反应channel 2的导联的状态吗?

Amy Luo

您好,

我稍后会看下您的问题

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Jeffrey Zhong:

Amy 您好!

有时间帮看下这个问题,感谢!

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Jeffrey Zhong:

另外我看到您在这个讨论里有可能相关的回复:https://e2echina.ti.com/support/data-converters/f/data-converters-forum/775740/ads1292-ecg/2860596?tisearch=e2e-sitesearch&keymatch=ADS1292#2860596

其实我这里也有类似的困惑,不知道与现在问的问题是否相关:我们的电路板只有两个电极,不知道右腿驱动部分是否正确连接?寄存器配置里未使用外置RLDREF参考电压,RLDREF是悬空状态是否正确?

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Amy Luo:

您好,首先很抱歉现在才回复您的问题。

Jeffrey Zhong 说:(我理解首字节应该是包含了LEADOFF_STATUS信息),

如之前原帖所述,一个字节包含8bits,1100占 4bits, LOFF_STAT[4:0]是5bits,因此您判断的首字节不包含LOFF_STAT[0] bit,即不包含Channel 1 正电极状态。

Jeffrey Zhong 说:所以我现在的困惑是:为什么同样的配置,会有少量设备电极空置时的CH2 输出值不一样? 是否跟配置本身或者上电初始化的流程有关系?

电极悬空会耦合电极周围的电磁干扰,每个电极所处的位置、环境不一样,那么耦合的干扰也就不一样。因此在模拟应用中一般不允许悬空模拟输入端。

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Amy Luo:

Jeffrey Zhong 说:其实我这里也有类似的困惑,不知道与现在问的问题是否相关:我们的电路板只有两个电极,不知道右腿驱动部分是否正确连接?

是的,是一样的问题,我认为需要专门使用一个RL电极,如下ECG测量电极连接位置图,每个电极有每个电极连接的位置,不能共用一个电极,而且RLD对人体或病人来说是输入信号,其它电极是输出信号,连在一起会相互影响。

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Amy Luo:

Jeffrey Zhong 说:寄存器配置里未使用外置RLDREF参考电压,RLDREF是悬空状态是否正确?

下面视频教程不知道您是否看了,建议看下:

Where can I find additional training videos for ECG applications?

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Jeffrey Zhong:

Hi Amy,

Thanks for the replies!

1. 关于导联侦测:

因为我们是单导联设备,CH1 CH2共用一对电极,所以理论上任意通道的状态均可以代表设备导联状态。

我们是采用的连续读取模式,所以关于LOFF的检测,取LOFF_STAT状态值不是一个可取的方法。因为在连续读取模式下,取寄存器值应该是需要先退出连续读取,取寄存器值,再回到连续读取模式,这样会漏掉采样数据,在实际产品中是不可行的。所以我的理解在连续读取模式下,只能通过9字节数据的首字节来判断导联脱落标志?

2. 关于电极空置(注意芯片端不是悬空的,只是设备没接电极扣):

您说的外部干扰肯定是存在的,但问题是在电极空置情况下,同一台设备输出的基本是一条直线,而且大多数板子在该配置模式下,输出的值都是在101-102mv的近似直线。所以我觉得有少量板子输出值偏离比较大,应该不是外部干扰的问题。

但您指出的RLDREF应该接AVDD是值得尝试下的,我们想办法做个实验。

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Jeffrey Zhong:

Hi Amy,

我们的设备是单导联设备,只有两个电极引出,大多数的单导可穿戴心电仪也是两个电极。所以在这种应用场景下,我们该如何处理RLD部分电路?

如果全部接AVDD?这样是否会影响我们使用RLD的放大功能(RLD buffer/amplifier)?因为在现有电路(参考上面的原理图)情况下,必须开启RLD buffer/amplifier波形才稳定振幅也较大。

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Amy Luo:

1、哦哦,可以,很抱歉没有意识到这一点,您可以只检测channel 2 的导联连接状态,channel 2的连接状态在9字节数据的首字节里。正好channel 1 是AC耦合输入,不可以使用DC导联脱落检测。

2、

Jeffrey Zhong 说:(注意芯片端不是悬空的,只是设备没接电极扣)

芯片端是没有悬空,后来我才知道被连接到了RLDOUT了,您测到的近似直线的101-102mv,与RLD信号应该也相关。

看下面截图,激励信号没有回流路径,PGA的模拟输入端才会被拉至电源轨,然后检测到导联脱落。如果连接到RLD,不会拉至电源轨的,相当于右边的示意图:

如果有其他悬空的支路或管脚也会耦合干扰。

Jeffrey Zhong 说:所以我觉得有少量板子输出值偏离比较大,应该不是外部干扰的问题。

硬件设置是否一样,悬空的端子是否一样?与RLD相关的软件设置是否一样?用于RLD信号产生的通道连接是否一样?

Jeffrey Zhong 说:但您指出的RLDREF应该接AVDD是值得尝试下的,我们想办法做个实验。

这个我觉着对导联检测没有影响,因为内部开关是断开的,这里不让悬空应该是避免耦合干扰,然后串扰其他信号。

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