AD8232模块引脚配置_规格参数_工作原理_应用电路

心电图（ECG ）是一种收集人体心脏产生的电信号的技术，当有人经历生理唤醒时，心电图传感器可以让帮助了解病人的恢复水平。然而，它也可以用于了解人类的心理状态。

目前有很多的心电图传感器，其中AD8232就是一种芯片型号，用于计算心脏的电活动。它是一个小芯片，其电气作用可以像ECG一样绘制成图表。本文简单介绍下AD8232 ECG传感器相关基础内容。

基本概念

AD8232 ECG传感器是一款商用板模块，用于计算人体心脏的电运动。这个动作可以是类似心电图的图表，其输出是模拟读数。另外，心电图可能非常嘈杂，不过可以使用AD8232芯片来降低噪声。

其实，ECG传感器的工作原理就像 一个运算放大器，可以帮助我们简单地从间隔中获得清晰的信号。

AD8232传感器模块用于ECG中的信号调理以及生物电势的其他测量应用。该芯片的主要目的是放大、提取和过滤在嘈杂条件下（如通过更换远程电极和运动形成的信号）产生的微小生物电信号。

引脚配置

AD8232 ECG传感器共包括20个引脚，其引脚配置图如下所示：

从上图可以看到，AD8232包括SDN引脚、LO+引脚、LO-引脚、OUTPUT引脚、3.3V引脚和GND引脚等引脚。这样就可以通过焊接引脚将此IC连接到Arduino等开发板。

此外，该开发板还包括右臂（RA）、左臂（LA）和右腿（RL）等引脚，用于连接自定义传感器。该板上的LED指示器用于指示人类的心跳节律。

AD8232传感器包含快速恢复等功能，用于减少HPF的长分辨尾部的长度。该传感器的尺寸为4mm×4mm，该传感器的封装为20引脚LFCSP，其工作温度范围为−40°C至+85°C，但性能规定的温度范围为0°C至70°C。

功能框图

AD8232传感器原理图如下图所示：

规格参数

AD8232传感器规格参考书主要有以下几点：

• 单电源操作范围为2V至3.5V
• 前端仅与导联ECG完全集成
• 虚拟地可以通过集成参考生成
• 内部使用RFI滤波器
• 电流供应低至170µA
• 输出是轨到轨
• 关断引脚
• 共模抑制比为80分贝
• 内置RLD放大器（右腿驱动）
• 电极配置为2或3
• 接受高达±300mV的半电池电位
• 具有自适应增益的三极自适应LPF
• 信号增益高利用隔直流能力
• 过滤器沉降可以通过快速恢复得到改善
• 二极自适应HPF
• 4 mm×4mm和20引脚

电路原理图

AD8232是用于心率监测的心脏生物电位信号调节的集成前端。它由专用仪表放大器（IA）、运算放大器（A1）、右腿驱动放大器（A2）和中间电源参考缓冲器（A3）组成。此外，AD8232还包括引线断开检测电路和自动快速恢复电路，该电路在引线重新连接后立即恢复信号。AD8232包含一个专门的仪器放大器，用于放大ECG信号，同时抑制同一级上的电极半细胞电位。这可以通过间接电流反馈架构实现，与传统实现相比，该架构减小了尺寸和功率。

仪表放大器如上图所示，它由两个匹配良好的跨导放大器（GM1和GM2）、直流阻断放大器（HPA）和由C1和运算放大器组成的积分器组成。跨导放大器GM1产生与输入端电压成比例的电流。当反馈满足时，跨导放大器GM2的输入两端出现相等的电压，从而与GM1产生的电流相匹配。该差值产生一个误差电流，该误差电流在电容器C1两端积分。产生的电压出现在仪表放大器的输出端。

放大器的反馈通过GM2通过两个单独的路径施加：两个电阻器对输出信号进行分频，以设置100的总增益，而直流阻断放大器对与参考电平的任何偏差进行积分。因此，GM1输入端上的直流偏移量为±300 mV，在GM2输入端上呈现反相，且幅度相同，所有这些都不会使感兴趣的信号饱和。

为了增加仪表放大器的共模电压范围，电荷泵提高两个跨导放大器的电源电压。这进一步防止了在存在大共模信号（例如线路干扰）时放大器的饱和。电荷泵由内部振荡器运行，其频率设置在500kHz左右。

主要应用

AD8232 ECG传感器的主要应用包括以下内容：

• 监测心脏和健身活动
• 手持式心电图
• 远程健康监测
• 用于游戏设备
• 生物电信号的采集
• 生物识别
• 生理学研究
• 生物医学仪器的原型制作
• 心率变异性
• 人机交互
• 心理生理学

总结

AD8232 ECG传感器是用于心电图的集成信号调节模块以及其他生物电势测量应用。它是设计的提取、放大和过滤存在噪音条件，如运动产生的噪音或远程电极放置。这种设计允许超低功率模数转换器（ADC）或嵌入式微控制器，轻松获取输出信号。

此外，AD8232器件可实现双极高通滤波器消除运动伪影和电极半电池电势。该滤波器与放大器的仪器结构紧密耦合，以允许大增益和高通从而节省空间和成本。