ZHCS313K January   2010  – August 2015 ADS1294 , ADS1294R , ADS1296 , ADS1296R , ADS1298 , ADS1298R

PRODUCTION DATA.  

  1. 1 特性
  2. 2 应用
    1.     简化电路原理图
  3. 3 说明
  4. 4 修订历史记录
  5. 5 器件比较表
  6. 6 引脚配置和功能
    1.     引脚功能：NFBGA 封装
    2.     引脚功能：TQFP 封装
  7. 7 规格
    1. 7.1 绝对最大额定值
    2. 7.2 ESD 额定值
    3. 7.3 建议的工作条件
    4. 7.4 热性能信息
    5. 7.5 电气特性
    6. 7.6 时序要求：串行接口
    7. 7.7 开关特性：串行接口
    8. 7.8 典型特性
  8. 8 参数测量信息
    1. 8.1 噪声测量
  9. 9 详细 说明
    1. 9.1 概要
    2. 9.2 功能方框图
    3. 9.3 特性 说明
      1. 9.3.1 模拟功能
        1. 9.3.1.1 EMI 滤波器
        2. 9.3.1.2 模拟输入结构
        3. 9.3.1.3 输入多路复用器
          1. 9.3.1.3.1 器件噪声测量
          2. 9.3.1.3.2 测试信号（TestP 和 TestN）
          3. 9.3.1.3.3 辅助差分输入（TESTP_PACE_OUT1、TESTN_PACE_OUT2）
          4. 9.3.1.3.4 温度传感器（TempP、TempN）
          5. 9.3.1.3.5 电源测量（MVDDP、MVDDN）
          6. 9.3.1.3.6 导联脱落激励信号（LoffP、LoffN）
          7. 9.3.1.3.7 辅助单端输入
        4. 9.3.1.4 模拟输入
        5. 9.3.1.5 PGA 设置和输入范围
          1. 9.3.1.5.1 输入共模范围
          2. 9.3.1.5.2 输入差分动态范围
          3. 9.3.1.5.3 ADC Δ-Σ 调制器
        6. 9.3.1.6 基准
        7. 9.3.1.7 ECG 专用功能
          1. 9.3.1.7.1 输入多路复用器（重新路由右腿驱动信号）
          2. 9.3.1.7.2 输入多路复用器（测量右腿驱动信号）
          3. 9.3.1.7.3 威尔逊中心端子 (WCT) 和胸导联
            1. 9.3.1.7.3.1 增强的导联
            2. 9.3.1.7.3.2 具有 WCT 点的右腿驱动
          4. 9.3.1.7.4 导联脱落检测
            1. 9.3.1.7.4.1 直流导联脱落
            2. 9.3.1.7.4.2 交流导联脱落
          5. 9.3.1.7.5 RLD 导联脱落
          6. 9.3.1.7.6 右腿驱动 (RLD) 直流偏置电流
            1. 9.3.1.7.6.1 WCT 用作 RLD
            2. 9.3.1.7.6.2 使用多个器件的 RLD 配置
          7. 9.3.1.7.7 起搏信号检测
            1. 9.3.1.7.7.1 软件方法
            2. 9.3.1.7.7.2 外部硬件方法
          8. 9.3.1.7.8 呼吸
            1. 9.3.1.7.8.1 外部呼吸电路 (RESP_CTRL = 01b)
            2. 9.3.1.7.8.2 具有内部时钟的内部呼吸电路（RESP_CTRL = 10b，仅限 ADS129xR）
            3. 9.3.1.7.8.3 具有用户生成的信号的内部呼吸电路（RESP_CTRL = 11b，仅限 ADS129xR）
      2. 9.3.2 数字功能
        1. 9.3.2.1 GPIO 引脚 (GPIO[4:1])
        2. 9.3.2.2 关断引脚 (PWDN)
        3. 9.3.2.3 复位（RESET 引脚和复位命令）
        4. 9.3.2.4 数字抽取滤波器
          1. 9.3.2.4.1 Sinc 滤波器级 (sinx/x)
        5. 9.3.2.5 时钟
    4. 9.4 器件功能模式
      1. 9.4.1 数据采集
        1. 9.4.1.1 启动模式
          1. 9.4.1.1.1 建立时间
        2. 9.4.1.2 数据就绪引脚 (DRDY)
        3. 9.4.1.3 数据检索
          1. 9.4.1.3.1 状态字
          2. 9.4.1.3.2 读回长度
          3. 9.4.1.3.3 数据格式
        4. 9.4.1.4 单冲模式
        5. 9.4.1.5 连续转换模式
      2. 9.4.2 多器件配置
        1. 9.4.2.1 级联配置
        2. 9.4.2.2 菊花链配置
    5. 9.5 编程
      1. 9.5.1 SPI 接口
        1. 9.5.1.1 片选引脚 (CS)
        2. 9.5.1.2 串行时钟 (SCLK)
          1. 9.5.1.2.1 SCLK 计时方法
        3. 9.5.1.3 数据输入引脚 (DIN)
        4. 9.5.1.4 数据输出引脚 (DOUT)
      2. 9.5.2 SPI 命令定义
        1. 9.5.2.1  WAKEUP：退出待机模式
        2. 9.5.2.2  STANDBY：进入待机模式
        3. 9.5.2.3  RESET：将寄存器重置为默认值
        4. 9.5.2.4  START：开始转换
        5. 9.5.2.5  STOP：停止转换
        6. 9.5.2.6  RDATAC：连续读取数据
        7. 9.5.2.7  SDATAC：停止连续读取数据
        8. 9.5.2.8  RDATA：读取数据
        9. 9.5.2.9  发送多字节命令
        10. 9.5.2.10 RREG：从寄存器进行读取
        11. 9.5.2.11 WREG：对寄存器进行写入
    6. 9.6 寄存器映射
      1. Table 16. 寄存器分配
      2. 9.6.1     寄存器说明
        1. 9.6.1.1  ID：ID 控制寄存器（地址 = 00h）（复位 = xxh）
          1. Table 17. ID 控制寄存器字段说明
        2. 9.6.1.2  CONFIG1：配置寄存器 1（地址 = 01h）（复位 = 06h）
          1. Table 18. 配置寄存器 1 字段说明
        3. 9.6.1.3  CONFIG2：配置寄存器 2（地址 = 02h）（复位 = 40h）
          1. Table 19. 配置寄存器 2 字段说明
        4. 9.6.1.4  CONFIG3：配置寄存器 3（地址 = 03h）（复位 = 40h）
          1. Table 20. 配置寄存器 3 字段说明
        5. 9.6.1.5  LOFF：导联脱落控制寄存器（地址 = 04h）（复位 = 00h）
          1. Table 21. 导联脱落控制寄存器字段说明
        6. 9.6.1.6  CHnSET：各个通道设置（n = 1 至 8）（地址 = 05h 至 0Ch）（复位 = 00h）
          1. Table 22. 各个通道设置（n = 1 至 8）字段说明
        7. 9.6.1.7  RLD_SENSP：RLD 正信号导出寄存器（地址 = 0Dh）（复位 = 00h）
          1. Table 23. RLD 正信号导出字段说明
        8. 9.6.1.8  RLD_SENSN：RLD 负信号导出寄存器（地址 = 0Eh）（复位 = 00h）
          1. Table 24. RLD 负信号导出字段说明
        9. 9.6.1.9  LOFF_SENSP：正信号导联脱落检测寄存器（地址 = 0Fh）（复位 = 00h）
          1. Table 25. 正信号导联脱落检测字段说明
        10. 9.6.1.10 LOFF_SENSN：负信号导联脱落检测寄存器（地址 = 10h）（复位 = 00h）
          1. Table 26. 负信号导联脱落检测字段说明
        11. 9.6.1.11 LOFF_FLIP：导联脱落翻转寄存器（地址 = 11h）（复位 = 00h）
          1. Table 27. 导联脱落翻转寄存器字段说明
        12. 9.6.1.12 LOFF_STATP：导联脱落正信号状态寄存器（地址 = 12h）（复位 = 00h）
          1. Table 28. 导联脱落正信号状态字段说明
        13. 9.6.1.13 LOFF_STATN：导联脱落负信号状态寄存器（地址 = 13h）（复位 = 00h）
          1. Table 29. 导联脱落负信号状态字段说明
        14. 9.6.1.14 GPIO：通用 I/O 寄存器（地址 = 14h）（复位 = 0Fh）
          1. Table 30. 通用 I/O 字段说明
        15. 9.6.1.15 PACE：起搏信号检测寄存器（地址 = 15h）（复位 = 00h）
          1. Table 31. 起搏信号检测寄存器字段说明
        16. 9.6.1.16 RESP：呼吸控制寄存器（地址 = 16h）（复位 = 00h）
          1. Table 32. 呼吸控制寄存器字段说明
        17. 9.6.1.17 CONFIG4：配置寄存器 4（地址 = 17h）（复位 = 00h）
          1. Table 33. 配置寄存器 4 字段说明
        18. 9.6.1.18 WCT1：威尔逊中心端子和增强导联控制寄存器（地址 = 18h）（复位 = 00h）
          1. Table 34. 威尔逊中心端子和增强导联控制字段说明
        19. 9.6.1.19 WCT2：威尔逊中心端子控制寄存器（地址 = 18h）（复位 = 00h）
          1. Table 35. 威尔逊中心端子控制字段说明
  10. 10应用和实现
    1. 10.1 应用信息
      1. 10.1.1 设置器件以进行基本数据采集
        1. 10.1.1.1 导联脱落
        2. 10.1.1.2 右腿驱动
        3. 10.1.1.3 起搏信号检测
      2. 10.1.2 建立输入共模
      3. 10.1.3 抗混叠
    2. 10.2 典型 应用
      1. 10.2.1 使用内部调制电路的 ADS129xR 呼吸测量
        1. 10.2.1.1 设计要求
        2. 10.2.1.2 详细设计流程
        3. 10.2.1.3 应用曲线
      2. 10.2.2 使用 ADS129x 上的 PACEOUT 引脚进行基于软件的人工起搏器检测
        1. 10.2.2.1 设计要求
        2. 10.2.2.2 详细设计流程
        3. 10.2.2.3 应用曲线
  11. 11电源建议
    1. 11.1 上电排序
    2. 11.2 连接到单极（3V 或 1.8V）电源
    3. 11.3 连接到双极（±1.5V 或 ±1.8V）电源
  12. 12布局
    1. 12.1 布局指南
    2. 12.2 布局示例
  13. 13器件和文档支持
    1. 13.1 相关链接
    2. 13.2 社区资源
    3. 13.3 商标
    4. 13.4 静电放电警告
    5. 13.5 术语表
  14. 14机械、封装和可订购信息

7.5 电气特性

最小和最大规格适用于所有商用级（TA = 0°C 至 70°C）器件；对于工业级器件，TA = –40°C 至 +85°C 典型规格适用于 TA = 25°C。所有规格的适用条件为：DVDD = 1.8V，AVDD – AVSS = 3V(3)，
VREF = 2.4V，外部 fCLK = 2.048MHz，数据速率 = 500SPS，HR 模式(6)，以及增益 = 6（除非另有说明）。
参数 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位
模拟输入
输入电容 20 pF
输入偏置电流 TA = 25°C，输入 = 1.5V ±200 pA
TA = 0°C 至 70°C，输入 = 1.5V ±1 nA
TA = –40°C 至 +85°C，输入 = 1.5V ±1.2 nA
直流输入阻抗 无导联脱落 1000 MΩ
电流源导联脱落检测 500 MΩ
上拉电阻器导联脱落检测 10 MΩ
PGA 性能
增益设置 1、2、3、4、6、8、12
带宽 请参阅 Table 5
ADC 性能
分辨率 数据速率高达 8kSPS，无丢失码 24 位
16kSPS 数据速率 19 位
32kSPS 数据速率 17 位
数据速率 fCLK = 2.048MHz，HR 模式 500 32000 SPS
fCLK = 2.048MHz，LP 模式 250 16000 SPS
直流通道性能
输入参考噪声 增益 = 6(1)，10 秒的数据 5 μVPP
增益 = 6，256 点，0.5 秒的数据 4 7 μVPP
增益设置 ≠ 6，数据速率 ≠ 500SPS 请参阅噪声测量 部分
积分非线性(5) 满标量程，增益 = 6，最佳拟合 8 ppm
满标量程，增益 = 6，最佳拟合，
ADS129xR 通道 1		 40 ppm
–20dBFS，增益 = 6，最佳拟合，
ADS129xR 通道 1		 8 ppm
偏移误差 ±500 µV
偏移误差漂移 2 µV/°C
增益误差 不包括电压基准误差 ±0.2 ±0.5 占 FS 的百分比
增益漂移 不包括电压基准漂移 5 ppm/°C
通道之间的增益匹配 0.3 占 FS 的百分比
交流通道性能
CMRR 共模抑制比 fCM = 50Hz、60Hz(2) –105 –115 dB
PSRR 电源抑制比 fPS = 50Hz、60Hz 90 dB
串扰 fIN = 50Hz、60Hz –126 dB
SNR 信噪比 fIN = 10Hz 输入，增益 = 6 112 dB
总谐波失真 (THD) 总谐波失真(5) 10Hz，–0.5dBFs –98 dB
ADS129xR 通道 1，10Hz，–0.5dBFs –70 dB
100Hz，–0.5dBFs(4) -100 dB
ADS129xR 通道 1，100Hz，–0.5dBFs(4) -68 dB
ADS129xR 通道 1，100Hz，–20dBFs(4) –86 dB
数字滤波器
–3dB 带宽 0.262 fDR Hz
数字滤波器稳定 完全稳定 4 转换
右腿驱动 (RLD) 放大器和起搏信号放大器
RLD 积分噪声 BW = 150Hz 7 μVRMS
起搏信号积分噪声 BW = 8kHz 20 µVRMS
起搏信号放大器串扰 起搏信号放大器之间的串扰 60 dB
增益带宽积 50kΩ || 10pF 负载，增益 = 1 100 kHz
压摆率 50kΩ || 10pF 负载，增益 = 1 0.25 V/μs
起搏信号和 RLD 放大器驱动强度 对 GND 短路 (AVDD = 3V) 270 μA
对电源短路 (AVDD = 3V) 550 μA
对 GND 短路 (AVDD = 5V) 490 μA
对电源短路 (AVDD = 5V) 810 μA
起搏信号和 RLD 电流 峰值摆幅（AVSS + 0.3V 至 AVDD + 0.3V），
AVDD = 3V		 50 μA
峰值摆幅（AVSS + 0.3V 至 AVDD + 0.3V），
AVDD = 5V		 75 μA
起搏信号放大器输出电阻 100 Ω
总谐波失真 fIN = 100Hz，增益 = 1 –70 dB
共模输入范围 AVSS + 0.7 AVDD – 0.3 V
共模电阻器匹配 内部 200kΩ 电阻器匹配 0.1%
短路电流 ±0.25 mA
静态功耗 RLD 或起搏信号放大器 20 μA
威尔逊中心端子 (WCT) 放大器
积分噪声 BW = 150Hz 请参阅 Table 6 nV/√Hz
增益带宽积 请参阅 Table 6 kHz
压摆率 请参阅 Table 6 V/s
总谐波失真 fIN = 100Hz 90 dB
共模输入范围 AVSS + 0.3 AVDD – 0.3 V
短路电流 通过内部 30kΩ 电阻器 ±0.25 mA
静态功耗 请参阅 Table 6 μA
导联脱落检测
频率 有关设置，请参阅Table 16 0、fDR/4 kHz
电流 有关设置，请参阅Table 16 6、12、18、24 nA
电流精度 ±20%
比较器阈值精度 ±30 mV
呼吸（仅限 ADS129xR）
频率 内部源 32、64 kHz
外部源 32 64 kHz
相移 有关设置，请参阅Table 16 22.5 90 157.5 度
阻抗范围 IRESP = 30μA 10 kΩ
阻抗测量噪声 0.05Hz 至 2Hz 砖墙式滤波器，32kHz 调制时钟，相位 = 112.5，IRESP = 30μA（基准负载为 2kΩ），增益 = 4 20 mΩPP
调节器电流 内部基准，信号路径 = 82kΩ，
基准 = 2.21kΩ		 29 µA
外部基准
输入阻抗 10 kΩ
内部基准
输出电压 寄存器位 CONFIG3.VREF_4V = 0，
AVDD ≥ 2.7V		 2.4 V
寄存器位 CONFIG3.VREF_4V = 1，
AVDD ≥ 4.4V		 4 V
VREF 精度 ±0.2%
内部基准漂移 TA = 25°C 35 ppm/°C
商用级：0°C 至 70°C 35 ppm
工业级，–40°C 至 85°C 45 ppm
启动时间 150 ms
系统监控器
模拟电源读数误差 2%
数字电源读数误差 2%
器件唤醒 从上电到 DRDY 为低电平 150 ms
待机模式 9 ms
温度传感器读数，电压 TA = 25°C 145 mV
温度传感器读数，系数 490 μV/°C
测试信号频率 有关设置，请参阅Table 16 fCLK/221、fCLK/220 Hz
测试信号电压 有关设置，请参阅Table 16 ±1、±2 mV
测试信号精度 ±2%
时钟
内部振荡器时钟频率 标称频率 2.048 MHz
内部时钟频率 TA = 25°C ±0.5%
0°C ≤ TA ≤ 70°C ±2%
–40°C ≤ TA ≤ 85°C，仅限工业级版本 ±2.5%
内部振荡器启动时间 20 μs
内部振荡器功耗 120 μW
数字输入/输出（DVDD = 1.65V 至 3.6V）
VIH 高电平输入电压 0.8 DVDD DVDD + 0.1 V
VIL 低电平输入电压 –0.1 0.2 DVDD V
VOH 高电平输出电压 IOH = –500μA DVDD – 0.4 V
VOL 低电平输出电压 IOL = 500μA 0.4 V
IIN 输入电流 0V < V数字输入 < DVDD -10 10 μA
电源（RLD、WCT 和 起搏信号放大器关闭）
IAVDD AVDD 电流 AVDD – AVSS = 3V HR 模式 (ADS1298) 2.75 mA
LP 模式(6) (ADS1298) 1.8 mA
AVDD – AVSS = 5V HR 模式 (ADS1298) 3.1 mA
LP 模式 (ADS1298) 2.1 mA
IDVDD DVDD 电流 DVDD = 1.8V HR 模式 (ADS1298) 0.3 mA
LP 模式 (ADS1298) 0.3 mA
DVDD = 3V HR 模式 (ADS1298) 0.5 mA
LP 模式 (ADS1298) 0.5 mA
功率耗散 ADS1298、ADS1298R、AVDD – AVSS = 3V HR 模式 8.8 9.5 mW
LP 模式 (250SPS) 6.0 7.0 mW
ADS1296、ADS1296R、AVDD – AVSS = 3V HR 模式 7.2 7.9 mW
LP 模式 (250SPS) 5.3 6.6 mW
ADS1294、ADS1294R，AVDD – AVSS = 3V HR 模式 5.4 6 mW
LP 模式 (250SPS) 4.1 4.4 mW
ADS1298、ADS1298R、AVDD – AVSS = 5V HR 模式 17.5 mW
LP 模式 (250SPS) 12.5 mW
ADS1296、ADS1296R、AVDD – AVSS = 5V HR 模式 14.1 mW
LP 模式 (250SPS) 10 mW
ADS1294、ADS1294R，AVDD – AVSS = 5V HR 模式 10.1 mW
LP 模式 (250SPS) 8.3 mW
断电 AVDD – AVSS = 3V 10 μW
AVDD – AVSS = 5V 20 μW
待机模式 AVDD – AVSS = 3V 2 mW
AVDD – AVSS = 5V 4 mW
静态通道功率 AVDD – AVSS = 3V，PGA + ADC 818 μW
AVDD – AVSS = 5V，PGA + ADC 1.5 mW
(1) 在 10 秒间隔内测试的噪声数据。未在生产中执行测试。输入参考噪声通过在 10 秒间隔内使输入短路（无电极电阻）计算得出。
(2) CMRR 使用 AVSS + 0.3V 至 AVDD - 0.3V 的共模信号进行测量。所示的值是八个通道的最大值。
(3) 性能也适用于 5V 操作。针对限值的生产测试是在 3V 的电压下执行的。
(4) 高于二次谐波的谐波会由数字滤波器进行衰减。
(5) 通道 1 上存在内部解调电路会导致 INL 和 THD 降级。该影响对于满标量程信号很显著，对于小 ECG 型信号则较小。
(6) LP 模式 = 低功耗模式。
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