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ADS1299: 请教ADS1299问题

Part Number:ADS1299Other Parts Discussed in Thread: THP210, ADS1278

  1.我使用16片ADS 1299做128路脑电采集, 脑电帽 上有 128个电极+1参考电极, 这些电极如何接入到 ADS 1299呢?

是否可以 将ADS1299所有的REF和N端全部接在一起,N端和GND接一起,电极帽上的 参考电极和 也和GND连接在一起,这样接可以吗?是否会带来噪声干扰等问题?

2. ADS 1299 如果是差分输入,但电极帽是单端,是否有推荐的复用器可以实现多路的这样功能?

Amy Luo:

您好,

我了解的EEG信号采集系统,除了有参考电极和其他normal电极外还有偏置(bias)电极,用来连接偏置信号以偏置病人来设置EEG信号的共模电压。

1、

Yingliang Li 说:是否可以 将ADS1299所有的REF和N端全部接在一起,N端和GND接一起,电极帽上的 参考电极和 也和GND连接在一起,这样接可以吗?是否会带来噪声干扰等问题?

如果参考电极和GND连接在一起,那么参考导联也就没有作用没有意义了,一般是将参考导联连接到ADC的反向输入端,所有其他normal电极连接ADC同向输入端,这样其他normal电极都是以参考电极进行测量的。

2、

Yingliang Li 说:2. ADS 1299 如果是差分输入,但电极帽是单端,是否有推荐的复用器可以实现多路的这样功能?

不明白您要用复用器实现什么功能,您可以再详细说明吗?

另外,ADS1299EVM板是用来实现EEG检测的,下面链接是EVM用户指南,您可以参考下,特别是第7部分 7 EEG Specific Features 对EEG的说明:

https://www.ti.com.cn/cn/lit/ug/slau443b/slau443b.pdf

下面FAQ希望对您也有帮助:

[FAQ] Common Questions for TI's ADS129x Family of Bio-Potential ADCs

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Yingliang Li:

1. ADC的反向输入端 都是连接在一起吗?比如256路的N都全部连接在一起,然后连接到REF? 我这边遇到一个奇怪的问题,REF如果和GND不连接在一起,ADS1299采集不到信号,合计两个电极,一个是normal,一个是REF, 当REF不接GND时候,采集不到信号,是不是可能饱和了。这个时候是不是需要把bias上做些处理?

关于Bias电极,这个是不是可以理解为一个offset的意思吗? 

2.  脑电帽上的电极一般都是 normal 加上REF, 但对于ADS1299来说,是单端的信号, 但如果我需要挂上一长线采集脑电信号,那应该差分模式会比较抗干扰,那这个单端转差分的方式是如何实现的呢?

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Amy Luo:

1、

Yingliang Li 说:ADC的反向输入端 都是连接在一起吗

可以配置MISC1寄存器,使所有反向输入端连接到SRB1 pin

您这里的REF是参考电极是吗?如果是的话应该是饱和了。是的,可以通过bias电极将病人偏置在合适的电压,使测量的EEG信号满足ADC输入范围,以解决输入信号共模电压超出ADC范围导致ADC输出饱和的问题。

2、我了解到的ADS1299EVM板采集EEG信号是采集的 normal 电极与参考电极之间的差分信号。

您说的单端信号是指normal 电极信号是单端信号是吗?那么您采集的normal 电极信号是以什么为参考的?

ADS1299是差分输入ADC,如果输入是单端信号,也是需要将单端信号转换为差分才能连接到ADS1299。可以将单端信号转换为伪差分信号,也可以通过全差分运放将单端信号转换为差分信号

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Yingliang Li:

1.可以配置MISC1寄存器,使所有反向输入端连接到SRB1 pin

这里有一个问题, 如果我寄存器不配置所有 反向输入端到SRB1 Pin,但外围的所有的反向输入端 都连接到REF上,这样测会出什么样的结果?

2. 单端转差分的运放 TI有推荐吗?因为这部分需求还是比较高的,如果有详细解决方案,我们可以参考?

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Amy Luo:

1、通过配置寄存器 将SRB1 pin 在ADC内部连接至所有反向输入端,然后参考电极连接至SRB1 pin,可简化ADC外围PCB连线。

通过外部连接而不通过ADC内部连接,我认为是没什么影响的,因为EEG信号频率比较低。

2、若通过全差分运放(FDA)将单端信号转为差分信号,需要考虑FDA的精度参数,THP210 是精度比较高的。下面链接是TI的全差分运放选型链接,您可以看下:

www.ti.com.cn/…/products.html

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Yingliang Li:

1.由于脑电的信号比较低,需要采集到1uV, THP210 的噪声能够满足要求吗?

2. THP210  这个和电极帽的连接方式如下图,是不是正确?

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Amy Luo:

1、运放总噪声应该是电压噪声 电流噪声和电阻噪声的总和,下面视频教程2、3、4、5讲了噪声的计算和仿真方法:

https://edu.21ic.com/video/2594

2、您这样连接还是差分输入差分输出,差分输入是 normal 电极与ref电极之间的差值,这直接使用ADS1299的差分输入就可以实现,没必要再加一个转换电路。

单端信号转为差分信号,这里的单端信号不应该是以运放的GND为参考点的单端信号吗?如果您的 normal 电极是以运放的GND为参考点的,那么就需要FDA将单端信号转为差分信号。

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Yingliang Li:

2. 如果用1299 直接连接的话,在很多通道的时候是不是会有问题,比如说 256个通道, 就需要将 256个 Normal 电极连接到  32片 ADS1299的输入P端, 然后将 32片 的N端 短接在一起,这样会不会带来底噪大幅度上升呢?和单片的信号质量是一样吗?

3. 另外一个问题,采用串联的方式,我发现多片串联后 的信号底噪明显上升,这里面有什么应用技巧吗?

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Amy Luo:

很抱歉回复这么晚,前几天我休假了

2、很抱歉在这方面我没有经验可分享予您,为更加有效地解决您的问题,我建议您将问题发布在E2E英文技术论坛上,请经验更丰富的英文论坛工程师为您提供帮助:https://e2e.ti.com/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum

3、您这里的串联应该指的是 Daisy-Chain 连接方式,即 datasheet中 10.1.4.2 Daisy-Chain Mode,如下截图所示,链中的设备越多,遵守建立和保持时间的难度就越大。SCLK请与所有器件星形连接,以最大程度地缩短DOUT长度。在DOUT和DAISY_IN之间放置延迟电路是缓解此挑战的方法。另一个选项是在DOUT和DAISY_IN之间插入一个具有反向SCLK输入的D触发器,在ADS1278 datasheet中有一个应用示例,如下截图所示。

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