11/7/2024で公開されています 58

MAX30003バイオポテンシャルAFEガイド：回路分析、ピン構成、データシート、およびAD8232比較

ウェアラブルテクノロジーは、ヘルスモニタリングへのアプローチ方法を形成し、臨床グレードの機能と利便性をシームレスに融合させました。この進化の支配的なのは、ウェアラブルとリモートヘルス監視デバイスに合わせた洗練されたバイオポテンシャルアナログフロントエンドであるMax30003です。エネルギー効率と精度のために設計されており、正確な心電図（ECG）の測定値と健康の洞察を可能にしているため、人気のある選択肢となっています。この記事では、低消費電力とノイズフィルタリング機能から、多様なヘルスモニタリングアプリケーションをサポートする柔軟な設計まで、MAX30003の高度な機能を掘り下げ、信頼できる継続的な患者ケアとフィットネス追跡にどのように貢献するかを調査します。

カタログ

MAX30003の概要

MAX30003 汎用性の高いバイオポテンシャルアナログフロントエンドであり、臨床およびフィットネスアプリケーションの両方を対象とするウェアラブルテクノロジーに最適です。電力効率のために設計され、信頼できる心拍数とECGモニタリングを提供しながら、長期のバッテリー寿命をサポートします。単一のバイオポテンシャルチャネルを使用すると、MAX30003はECGと心拍数を効率的に測定し、幅広い健康監視ニーズに適しています。この低電力機能は、超低電力のスタンバイモードに拡張されているため、頻繁に充電することなく、長期にわたって継続的な監視を必要とするデバイスに最適です。

このデバイスには、静電放電（ESD）保護と電磁干渉（EMI）フィルタリングが組み込まれ、さまざまな条件全体で信頼性が向上します。これらの保護手段は、電気破壊に頻繁にさらされるデバイスに役立ちます。これは、データの整合性を損なう可能性があります。これらの問題に対処することにより、MAX30003は正確なデータとデバイスの回復力を保証します。これは、臨床環境とフィットネス環境の両方で信頼できるモニタリングの基本です。この堅牢な保護は、一貫したパフォーマンスをサポートし、長持ちする信頼できるウェアラブルデバイスの需要を満たします。

内部リードバイアスや自動リード検出などの追加機能により、MAX30003の使いやすさがさらに向上します。入力インピーダンスが高く、ノイズが低く、カスタマイズ可能なゲイン設定があるため、デバイスは異なる信号強度に適応でき、アプリケーション全体の精度が確保されます。統合されたローパスとハイパスフィルターは信号の透明度を高め、高解像度ADCは正確な測定の収集に危険な役割を果たします。これは、詳細な健康データ分析のための動的です。

ピン構成

ピン番号	ピン名	説明
1、2、4、5、24、26	IC。	内部的に接続されています。Agndに接続します。
3、8、28	agnd	アナログパワーと参照グラウンド。に接続します 印刷回路基板の接地面。
6	ECGP	ECG正の入力
7	ECGN	ECGネガティブ入力
9	キャップ	アナログ高パスフィルター入力。1μfx7rを接続します CAPPとCAPNの間のコンデンサ（CHPF）は、0.5Hzのハイパス応答を形成します ECGチャネル。
10	capn	アナログ高パスフィルター入力。1μfx7rを接続します CAPPとCAPNの間のコンデンサ（CHPF）は、0.5Hzのハイパス応答を形成します ECGチャネル。
11	CPLL	PLLループフィルター入力。CPLL間に1NFコグキャップを接続します とagnd。
12	DGND	デジタルコアとI/Oパッドドライバーの両方のデジタルグラウンド。 AGNDプレーンに接続することをお勧めします。
13	DVDD	デジタルコア供給電圧。AVDDに接続します。
14	fclk	のサンプリングを制御する外部32.768kHzクロック 内部Sigma-Deltaコンバーターとデシメーター。
15	CSB	アクティブローチップ選択入力。シリアルを有効にします インタフェース。
16	sclk	シリアルクロック入力。シリアルの内外でデータをクロックします CSBが低いときのインターフェイス。
17	SDI	シリアルデータ入力。SDIは、デバイスにサンプリングされます CSBが低いときのSCLKの立ち上がりエッジ。
18	SDO	シリアルデータ出力。SDOは、落下で状態を変えます CSBが低いときのSCLKのエッジ。SDOは、CSBが高いときに3つの状態です。
19	ovdd	ロジックインターフェイス供給電圧
20	INT2B	割り込み2出力。INT2Bはアクティブローステータス出力です。 外部デバイスを中断するために使用できます。
21	INTB	割り込み出力。INTBはアクティブな低ステータス出力です。それ 外部デバイスを中断するために使用できます。
22	AVDD	アナログコア供給電圧。DVDDに接続します。
23	vref	ADC参照バッファ出力。10μfx5rセラミックを接続します VREFとAGNDの間のコンデンサ。
25	VCM	一般的なモードバッファー出力。10μfx5rセラミックを接続します VCMとAGNDの間のコンデンサ。
27	VBG	バンドギャップノイズフィルター出力。1.0μFX7Rセラミックを接続します VBGとAGNDの間のコンデンサ。
ep	-	露出したパドル。Agndに接続します。

CADモデル

シンボル

足跡

3Dモデル

特徴

特徴	説明
臨床グレードECG AFE	15.5ビットの効果的な高解像度データコンバーター 解像度と5 µV P-Pノイズ
現実世界のCMRRを改善しました	完全な差で強化されたドライスタート機能 入力構造とCMRR> 100dB
高い入力インピーダンス	低い一般的な違いのための高インピーダンス>500MΩ モード変換
最小信号減衰	ドライスタート中に入力での信号損失が減少します。 高電極インピーダンス
高DCオフセット範囲	±650 mV（典型的な1.8V）、さまざまなものと互換性があります 電極
高ACダイナミックレンジ	65 mv p-p-afe飽和を運動または直接的に防止する 電極ヒット
より長いバッテリー寿命	1.1V供給電圧で85 µWのみを消費します
リードオン割り込み機能	マイクロコントローラーは、深い睡眠モードに留まることができます 有効な鉛条件が検出されます
Lead-on検出電流	0.7 µAの低電流（典型）
組み込みの心拍数検出	割り込み機能を備えたオンボードHR検出、削減 マイクロコントローラー処理負荷
堅牢なR-R検出	非常に低い電力を備えた高運動環境で効果的です 消費
設定可能な割り込み	すべてのハートビートでマイクロコントローラーの目覚めを許可します。 システムのパワーを削減します
高精度	より多くの生理学的データの抽出を可能にします
32ワードFIFOバッファー	256ミリ秒ごとにマイクロコントローラーを目覚めさせることをサポートします ECGの買収
高速SPIインターフェイス	クイックデータ転送を容易にします
低シャットダウン電流	シャットダウンモードでは0.5 µA（典型的な）しか消費しません

技術仕様

Maxim Integratedの技術仕様テーブルは次のとおりです max30003cti+。

タイプ	パラメーター
工場のリードタイム	9週間
取り付けタイプ	表面マウント
パッケージ /ケース	28-WFQFN露出パッド
表面マウント	はい
ピンの数	28
パッケージング	トレイ
公開	2016年
JESD-609コード	E3
pbfreeコード	はい
パーツステータス	アクティブ
水分感度レベル（MSL）	1（無制限）
終端の数	28
タイプ	ECGフロントエンド
端子仕上げ	マットティン（sn）
最大動作温度	70°C
最小動作温度	0°C
アプリケーション	心拍監視
HTSコード	8542.39.00.01
端子位置	クワッド
端子形式	リードなし
ピークリフロー温度（CEL）	260
関数の数	1
供給電圧	1.8V
端子ピッチ	0.5mm
time@peakリフロー温度 - マックス（s）	指定されていない
ベースパーツ番号	MAX30003
温度グレード	コマーシャル
最大供給電圧	2V
最小供給電圧	1.2V
長さ	5mm
身長が座っている（最大）	0.8mm
幅	5mm
SVHCに到達します	SVHCなし
ROHSステータス	ROHS3準拠

比較のための部品

部品番号	メーカー	パッケージ /ケース	ピンの数	最小供給電圧	供給電圧	最大供給電圧	ROHSステータス	取り付けタイプ	ピークリフロー温度
max30003cti+	マキシム統合	28-WFQFN露出パッド	28	1.2 v	1.8 v	2 v	ROHS3準拠	表面マウント	260
TLV320AIC23BIPWR	テキサスの楽器	28-WFQFN露出パッド	28	1.5 v	3.3 v	3.6 v	ROHS3準拠	表面マウント	260
TLV320AIC23BIRHD	テキサスの楽器	28-TSSOP（0.173、4.4mm）	28	1.42 v	-	3.6 v	ROHS3準拠	表面マウント	260
SSM2603CPZ-REEL7	Analog Devices Inc.	28-VFQFN露出パッド	28	1.42 v	-	3.6 v	ROHS3準拠	表面マウント	260
TLV320AIC23BRHDR	テキサスの楽器	28-VFQFN露出パッド	28	1.42 v	-	3.6 v	ROHS3準拠	表面マウント	260

機能ブロック図

MAX30003回路統合

ECGシステムでは、皮膚に貼り付けられた電極は、心臓の微妙な電気活動に由来する潜在的な違いを検出します。MAX30003は、これらの信号をキャプチャするために専用のバイオポテンシャルチャネルを悪用します。3リードホルターモニターのような多数のMAX30003ユニットを並行して、多数のMAX30003ユニットを並行して統合することにより、作成することができます。通常、この配置では2つのユニットを使用する必要があり、信号処理を活用して3番目のリードを導き出します。

MAX30003を使用した3リードホルターモニター

MAX30003は、3リードホルターモニターのアーキテクチャをサポートするのに熟達しています。ウィルソンセントラルターミナル（WCT）は、この設計の重要なコンポーネントであり、3つの戦略的に配置された電極からの平均ポテンシャルを平均し、ノイズの最小化を支援します。このデバイスは、電気ラインなどの一般的なソースからの干渉を順守するように設計されており、ノイズのない原始的な信号の抽出を保証します。

アプリケーションでは、正確な電極配置を備えた思慮深くアーキテクチャされた3リードシステムは、心臓のダイナミクスのより広いビューを提供することにより、診断プロセスを大幅に高めることができます。調査によると、頑丈な3リード構成が信頼できる連続監視を提供することが示されています。このようなシステムは、不整脈のタイムリーな検出に有利です。

ノイズとコモンモード干渉

ECG信号の品質は、ラインの干渉、モーション関連のアーティファクト、および筋肉収縮に起因する外部ノイズによって頻繁に挑戦されます。MAX30003は、これらの妨害に対抗するために最先端のフィルタリング方法論を統合します。その高いコモンモード拒否比（CMRR）および高度な差動入力回路は、コモンモードノイズを大幅に抑制し、それにより信号の完全性が向上します。アクティブなノイズキャンセルに余分な電極を使用すると、キャプチャされた信号がさらに精製されます。

経験は、一貫した信号の品質を維持することで、戦略的電極の配置と、電極と皮膚の間のしっかりした接触を確保したり、ECGの記録中に相対的な静けさを助言するなど、推奨される慣行を順守することから大きな利益をもたらすことを強調しています。これらの措置は、歪みやアーティファクトを減らすのに効果的です。

身体の潜在的な管理

ポータブルECG構成では、正確な測定値を実現するには、身体の可能性の効果的な管理が必要です。MAX30003は、専用の右脚（RL）電極を採用して身体の電位を安定させ、電気のドリフトを防ぎ、アンプが最適な範囲内で動作するようにします。RL電極を欠く構成では、プログラム可能なリードバイアス抵抗器を使用することにより、身体の電位の管理を促進できます。

身体の電位の効果的な管理は、測定精度に著しく影響する可能性があります。フィードバックループを組み込み、適応アルゴリズムを埋め込み、身体のポテンシャルを動的に管理することは、特に多様な生理学的および環境的環境で、より正確で一貫した読み取り値を取得するための実行可能なアプローチです。

典型的なアプリケーション概略図

ユースケースサーキット

MAX30003とAD8232仕様の比較

属性	MAX30003	AD8232
基本製品番号	MAX30003	AD8232
カテゴリ	統合サーキット（ICS）専門IC	開発ボード、キット、プログラマーの評価、 デモボードとキット
メーカー	マキシム統合	Analog Devices Inc.
シリーズ	-	-
パッケージ	トレイ	箱
パーツステータス	アクティブ	アクティブ
タイプ	ECGフロントエンド	インタフェース

MAX30003 ECGセンサーの一般的な用途

MAX30003は、主にさまざまなアプリケーション、特に健康監視、フィットネス追跡、および生物認証に適しています。これらのドメインを探索することは、日常の使用における具体的な影響と利点を強調します。

不整脈を観察するための単一リードイベントモニター

不整脈の観察の世界では、MAX30003チップを特徴とするデバイスは、不規則な心臓のリズムを検出および監視する能力を際立たせています。異常を早期かつ正確に特定する能力により、これらのモニターは、タイムリーな医学的対応のための動的なツールです。さまざまな最新のヘルスケアデバイスには、連続心リズム追跡のためのイベントモニターが組み込まれています。彼らは洗練されたアルゴリズムを採用して、より深刻な状態から軽微な不規則性を識別し、それによって患者のケアを強化します。

患者のリモート監視用のワイヤレスパッチ

MAX30003を組み込んだワイヤレスパッチの出現は、リモートの患者監視を変換しています。これらのデバイスは、途切れないECGデータ共有を可能にし、心臓の健康をリモートで監督できるようにします。この技術はあなたにとって有利であり、病院の訪問を減らすことの快適さを提供します。これらのパッチが提供する信頼性と精度により、ヘルスケアの決定が迅速かつ洞察を得ることを保証します。

胸部バンドのフィットネストラッカーの心拍数モニター

フィットネスサークルでは、MAX30003を含む心拍数モニターを備えたチェストバンドが広く利用されています。これらの楽器は、正確な心拍数メトリックを提供し、トレーニング戦略を洗練するためにアスリートとフィットネスの信者を支援します。生体認証データを解釈することにより、個人はエクササイズを適応させてターゲットを絞った心拍数ゾーンを達成することができ、それによりトレーニングの有効性と安全性が高まります。これらのモニターのユーティリティと成功は、さまざまなフィットネス環境にわたって十分に確立されています。

生物認証システムにおけるECGベースの検証

ECGベースの検証を活用する生物認証システムは、MAX30003の最先端のアプリケーションを提供します。これらのシステムは、人の心臓の特徴的な電気信号を活用することにより、堅牢で信頼できる形式のアイデンティティ検証を提供します。この方法は、従来のシステムが故障する可能性のある高セキュリティ分野で牽引力を獲得しています。ECGパターンの個別化された性質により、不正アクセスに対する手ごわい障壁が保証され、セキュリティプロトコルが劇的に強化されます。

メーカーの概要

現在、アナログデバイスの一部であるMaxim Integratedは、アナログICと混合シグナルICの主要なプロバイダーとして実質的な役割を果たしています。この統合により、企業は広範な業界の知識を活用し、洗練された先駆的なソリューションの開発を可能にします。技術の進化とあなたのニーズの深い理解に根ざした彼らの革新は、専門知識と市場の直観の融合によって導かれます。

自動車圏内で、Maximは、車両のダイナミクスを高め、安全対策を強化し、ドライバーの相互作用を強化するソリューションを作成します。彼らの電力管理ICは、エネルギー使用を最適化する上で重要であり、挑戦的な環境の中でも信頼性を確保しています。自動車の需要を正確に理解することで高度なエンジニアリングを調整することにより、格言は積極的に推進技術の将来に貢献します。

データシートPDF

TLV320AIC23BIPWRデータシート：

TLV320AIC23B.PDF

TLV320AIC23BIRHDデータシート：

TLV320AIC23B.PDF

SSM2603CPZ-REEL7データシート：

SSM2603.pdf

TLV320AIC23BRHDRデータシート：

TLV320AIC23B.PDF