圖2. 固定增益為100的直流耦合IA。

如果增益為100太高，或帶寬為1 kHz太低，則可按照?qǐng)D3所示修改此電路。這時(shí)HPA配置為一個(gè)反相放大器，增益為–R2/R1，其輸入為IAOUT的反饋。新的傳遞函數(shù)可簡(jiǎn)化如下：

將HPA配置為衰減器（R2 < R1）可實(shí)現(xiàn)低于100的增益。由于差分輸入的限值為300 mV，為確保電路的穩(wěn)定性，建議增益不應(yīng)低于10。下表中列出了一些可供考慮的增益配置。

表1. 具有不同增益和帶寬配置的直流耦合IA

圖3. 具有可調(diào)增益和帶寬的直流耦合IA。

如果直流精度依然很重要，則保留I A增益為100，并按照?qǐng)D4修改電路，以補(bǔ)償I A及任何附加傳感器的失調(diào)。調(diào)節(jié)后的傳遞函數(shù)如下：

VTUNE是用來(lái)校正失調(diào)電壓的源電壓，可由微控制器發(fā)出的PWM濾波信號(hào)提供或由低功耗DAC直接驅(qū)動(dòng)。HPA仍配置為一個(gè)增益為–R2/R1的反相放大器，可用于進(jìn)一步調(diào)節(jié)失調(diào)校正范圍和分辨率。對(duì)VIN進(jìn)行分解，然后帶入上式中，可得目標(biāo)傳遞函數(shù)：

總體失調(diào)可通過(guò)添加未施加VSIGNAL的傳感器進(jìn)行補(bǔ)償。僅需相對(duì)于基準(zhǔn)源測(cè)量IAOUT，并調(diào)節(jié)(R2/R1) VTUNE直到該電壓足夠接近于零。

圖4. 提供失調(diào)補(bǔ)償?shù)闹绷黢詈螴A。

將上述電路配置用于低功耗物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)之前，還應(yīng)了解 AD8233?ECG前端解決方案的其他部分。詳細(xì)電路如圖5所示。第一個(gè)運(yùn)算放大器A1并非專用，通常用于提供I A級(jí)后的附加增益和/或?yàn)V波功能。對(duì)于其他傳感器應(yīng)用也同樣有益。放大器A2通常用作ECG解決方案中的右腿驅(qū)動(dòng)。I A輸入共模的緩沖形式出現(xiàn)在A2負(fù)輸入端，此時(shí)：

通常會(huì)將此放大器配置成一個(gè)積分器，在RLDFB與RLD之間放置一個(gè)電容，通過(guò)RLD驅(qū)動(dòng)第三電極改善整體系統(tǒng)的共模抑制比(CMRR)。除非此放大器可以構(gòu)成有用的電路，否則最好是將RLDSDN數(shù)字輸入接地，同時(shí)保持RLD和RLDFB引腳浮空，從而降低放大器的功耗。

圖5：完整ECG和低功耗信號(hào)調(diào)理前端。

第三個(gè)運(yùn)算放大器A3是一個(gè)集成式基準(zhǔn)電壓源緩沖器，可同時(shí)驅(qū)動(dòng)片內(nèi)和片外REFOUT處的基準(zhǔn)電壓。REFIN通常設(shè)為+Vs/2，其中單電源+Vs的范圍是1.7V至3.5V?？刹捎靡环N簡(jiǎn)易的低功耗解決方案，接入兩個(gè)10 MΩ電阻作為+Vs至地的分壓器，如圖6所示。在REFIN和GND之間添加一個(gè)電容以協(xié)助任何噪聲拾取。REFIN也可以由ADC基準(zhǔn)源驅(qū)動(dòng)或用于IA輸出的電平轉(zhuǎn)換。