مقدمه
آی سی های AD8232 و AD8233 دو چیپ AFE برای نظارت بر ضربان قلب می باشند. AD8232 – 3 دارای یک کانال ورودی تفاضلی بوده و خروجی آن به صورت آنالوگ می‌باشد. AD8232 – 3 از یک فیلتر بالاگذر دو قطبی قابل تنظیم و یک فیلتر پایین گذر سه قطبی قابل تنظیم برخوردار است.
AD8232 و AD8233 کاربردهای متنوعی در زمینه پزشکی و سلامت دارند:
- نظارت بر ضربان قلب و تناسب اندام
- ECG قابل حمل
- دستگاه‌های نظارت بر سلامت پوشیدنی
- ادوات بازی
- دریافت سیگنال های بیوپتانسیلی مانند EEG و EMG
AD8232 و AD8233 در عین شباهت زیادی که به یکدیگر دارند، تفاوت‌هایی نیز با یکدیگر دارند. در ادامه به مقایسه این دو چیپ پزشکی با یکدیگر خواهیم پرداخت.
ساختار بلوک دیاگرامی
شکل 1 ساختار بلوک دیاگرامی دو چیپ AD8232 و AD8233 را نشان می دهد. همانطور که مشخص است بلوک IA یک تقویت کننده ابزار دقیق و با بهره بالا بوده که سیگنال دریافتی توسط الکترودها به آن اعمال می شود. خروجی این تقویت کننده پس از اعمال فیلترهای بالا گذر و پایین گذر به تقویت کننده A1 اعمال می شود. تقویت کننده A1 را می توان برای بهره دلخواه تنظیم کرد. سیگنال خروجی OUT یک سیگنال تقویت شده و عاری از نویز خواهد بود.
تفاوت AD8232 و AD8233 در قسمت بلوک دیجیتالی شان است؛ توسط این بلوک عملکردهای کنترلی نظیر روشن یا خاموش کردن چیپ، تشخیص قطعی الکترود و قابلیت fast restore را می توان تنظیم کرد.
AD8233 یک عملکرد اضافه تر دارد و آن روشن خاموش کردن تقویت کننده A2 است؛ این قابلیت سبب می شود جریان مصرفی آی سی کاهش داشته باشد.
AD8233 برای تشخیص قطعی الکترود تنها از یک مقایسه گر (c) استفاده کرده است؛ در صورت قطعی هر کدام از الکترودها، خروجی مقایسه گر تغییر وضعیت خواهد داد.
اما در AD8232 از دو مقایسه گر (c1 , c2) استفاده شده است و می توان تشخیص داد کدام الکترود وصل و کدام قطع می باشد.
توان مصرفی
SYSTEM SPECIFICATIONS AD8232 | Test Conditions/ Comments | A Grade | W Grade | Unit | ||||
Min | Typ | Max | Min | Typ | Max | |||
Quiescent Supply Current | – | 170 | 230 | – | 170 | 230 | µA | |
TA = 0°C to 70°C | – | 210 | – | – | – | – | µA | |
TOPR | – | – | – | – | – | 270 | µA | |
Shutdown Current | – | 40 | 500 | – | 40 | 500 | nA | |
TA = 0°C to 70°C | – | 100 | – | – | – | – | nA | |
TOPR | – | – | – | – | – | 612 | nA | |
SYSTEM SPECIFICATIONS AD8233 | Test Conditions/ Comments | Min | Typ | Max | Unit |
Quiescent Supply Current |
|
| 50 | 70 | µA |
TA = 0°C to 70°C |
| 60 |
| µA | |
Wakeup Current | nSDN = low, LOD = low |
| .65 | 1.5 | µA |
TA = 0°C to 70°C |
| .75 |
| µA | |
Shutdown Current | nSDN = low, LOD = high |
| .5 | 1 | µA |
TA = 0°C to 70°C |
| .6 |
| µA |
با مقایسه دو جدول بالا به نظر می رسد AD8233 نسبت به AD8232 جریان کمتری مصرف می کند. بنابراین اگر بدنبال ساخت یک محصول کم مصرف هستید، AD8233 ارجحیت بیشتری نسبت به AD8232 دارد.
محدوده کاری AD8233 بین 1.7 تا 3.5 ولت بوده ولی AD8232 ولتاژ کاری بین 2 تا 3.5 ولت دارد. وسیع بودن محدوده ولتاژ کاری AD8233 سبب شده برای کاربردهایی که از باتری استفاده می کنند مناسب تر باشد.
نویز
سیگنال دریافتی توسط الکترودها به شدت ضعیف است؛ به همین خاطر نسبت به نویز خیلی حساس است. یکی از عوامل ایجاد نویز، اجزای سازنده خود آی سی هستند. در شکل های زیر، نویز اجزای مختلف ساختار AD8232 و AD8233 نشان داده شده اند.
نویز تقویت کننده ابزار دقیق (IA)
نویز تقویت کننده عملیاتی (A1)
نویز (RLD (A2
بسته بندی و ابعاد
نتیجه گیری
چیپ های AD8232 و AD8233 هر دو به منظور اندازه گیری ضربان قلب به کار می روند. خروجی این سنسورها آنالوگ بوده و می توان آن را به ورودی یک ADC اعمال کرد. هر چه رزولوشن ADC بیشتر باشد، سیگنال با کیفیت تری مشاهده خواهیم کرد. از عوامل نویزی و تاثیر گذار بر کیفیت سیگنال، نویز 50 هرتز برق شهری می باشد. برای از بین بردن این نویز علاوه بر فیلترهای تعبیه شده توسط خود آی سی های AD8232 و AD8233، می توان از فیلتر Notch با فرکانس قطع 50 هرتز استفاده کرد. البته می توان به جای منبع تغذیه های متصل به برق شهر، از باتری استفاده کرده که کیفیت سیگنال خوبی بدست آید. این آیسی ها برای مصارف آزمایشی و تحقیقاتی مناسب بوده و برای کاربردهای تجاری باید استانداردهای مربوط به سلامت در آن‌ها اعمال شود.
در شکل زیر می توانید خلاصه ای از مقایسه این دو آی سی با یکدیگر را مشاهده کنید.
*کلیه اطلاعات مورد استفاده در این نوشتار برای مقایسه این دو محصول با یکدیگر، از دیتاشیت آن ها گرفته شده است.
برای مشاهده سایر نوشتارهای مربوط به مهندسی پزشکی، اینجا کلیک کنید!
