领慧立芯LH001-99可兼容替代TI的ADS1299

领慧立芯LH001-99可兼容替代TI的ADS1299

2025-05-28handler7

  在医疗电子和生物电势测量领域,芯片的性能与可靠性至关重要。TI的ADS1299长期以来在如脑电图(EEG)、心电图(ECG)等设备中应用广泛,而如今,领慧立芯推出的LH001-99芯片以其出色特性,展现出可兼容替代ADS1299的潜力。

  一、功能特性对比

  (一)相似的应用领域定位

  ADS1299是德州仪器专为生物电势应用,如EEG和ECG等设计的片上系统(SoC)。其凭借自身优势,在临床研究以及移动脑机接口(BCI)开发等方面备受关注。LH001-99同样面向医疗电子和生物电势测量应用,从产品设计初衷来看,二者的目标应用场景高度一致,无论是在专业医疗设备,还是可穿戴健康监测设备中,都旨在精准采集和处理生物电信号。

  (二)模数转换与信号处理能力

  ADS1299属于四通道、六通道和八通道低噪声、24位同步采样Δ-Σ模数转换器(ADC)系列产品,内置可编程增益放大器(PGA)、内部基准和板载振荡器。它拥有多达8个低噪声PGAs和8个高分辨率同步采样ADCs,可同时对多个通道的信号进行高精度转换。

  LH001-99同样是24位高精度Δ-Σ模数转换器,集成了低噪声PGA和高分辨率ADC。它支持4路差分输入(也可配置为8个单端输入),在数据转换精度上与ADS1299处于同一水准,能够满足生物电信号测量对高精度的严苛要求。例如在脑电信号采集时,细微的信号变化都需要精准捕捉,24位的分辨率可以有效减少量化误差,保证数据的准确性。

  二、性能指标对比

  (一)噪声性能

  在生物电信号测量中,噪声是影响信号质量的关键因素。ADS1299的输入参考噪声为1μVpp(70-Hz BW),能够在一定带宽内保持较低的噪声水平,确保采集到的生物电信号清晰可靠。

  LH001-99在噪声性能上表现同样出色,其输入参考噪声在传输速率为250SPS、增益为24时,低至1.02μVpp。这意味着在实际应用场景中,LH001-99与ADS1299一样,都能有效抑制噪声干扰,还原出高质量的生物电信号,为后续的信号分析和诊断提供坚实基础。

  (二)数据速率

  ADS1299的数据速率范围为250SPS至16kSPS,可根据不同的应用需求灵活调整采样频率。比如在监测快速变化的生物电信号时,可以选择较高的数据速率以捕捉信号细节;而在对信号变化相对缓慢的场景中,则可降低数据速率以节省功耗。

  LH001-99的数据速率为125SPS至8kSPS,虽然其最高数据速率略低于ADS1299,但在大多数常规生物电信号测量应用中,8kSPS的最高数据速率已足够满足需求。并且在一些对功耗较为敏感的便携式设备中,适当降低数据速率还能延长设备的续航时间。

  (三)共模抑制比(CMRR)

  共模抑制比用于衡量芯片抑制共模干扰的能力。ADS1299的CMRR为-110dB,能够有效抑制来自测量环境中的共模噪声,保证测量信号的准确性。

  LH001-99的CMRR达到117dB,相比ADS1299具有更强的共模抑制能力。在实际测量环境中,往往存在各种电磁干扰,较高的CMRR能使LH001-99更好地从复杂的干扰环境中提取出纯净的生物电信号,提高测量的稳定性和可靠性。

  (四)可编程增益

  ADS1299的可编程增益为1,2,4,6,8,12或24,通过灵活设置增益倍数,可以适配不同幅值的生物电信号,扩大测量范围。

  LH001-99的可编程增益范围更宽,为1/2/4/6/8/12/24/48。更丰富的增益选择意味着LH001-99在面对各种微弱或幅值较大的生物电信号时,都能更精准地进行信号调理,确保输入到ADC的信号处于最佳范围,提高测量精度。

  (五)输入偏置电流

  ADS1299的输入偏置电流为300pA,而LH001-99的ECG通道输入偏置电流仅为200pA。较低的输入偏置电流可以减少信号失真,特别是在测量高阻抗生物电信号源时,能够有效降低因输入偏置电流导致的测量误差,保证测量结果的准确性。

  三、电气特性对比

  (一)电源供应

  ADS1299采用单极或双极电源供电,模拟电源范围为4.75V至5.25V,数字电源范围为1.8V至3.6V。这种电源供应方式在一些传统医疗设备电源设计中较为常见。

  LH001-99的模拟电源范围为2.4V至3.6V,数字电源范围为1.7V至3.6V。其电源范围相对更宽泛,在一些采用电池供电的便携式医疗设备中,能够更好地适应电池电压在使用过程中的变化,同时在电源设计上也为工程师提供了更多灵活性,可根据实际需求选择合适的电源方案。

  (二)其他电气特性

  在积分非线性(INL)方面,ADS1299未明确给出与LH001-99对比的具体数值,但LH001-99的INL为2PPM/FS,表明其在信号转换过程中的线性度良好,能够保证转换后的数字信号准确反映输入模拟信号的变化。

  四、封装形式对比

  ADS1299采用TQFP-64封装,这种封装形式在电路板布局上需要一定的空间面积。

  LH001-99拥有WLCSP30超小封装,相比ADS1299的封装,WLCSP30封装尺寸显著更小。在对产品体积要求极为严苛的可穿戴医疗设备或者小型化医疗监测仪器中,LH001-99的超小封装具有明显优势,能够帮助工程师实现更紧凑的产品设计。当然,如果对产品体积要求不高,从封装角度考虑,二者都能满足常规电路板设计需求。

  五、总结

  综合以上功能特性、性能指标、电气特性以及封装形式等多方面的对比,可以看出领慧立芯的LH001-99在诸多关键方面与TI的ADS1299相当,甚至在某些性能指标上更具优势。无论是从满足医疗电子和生物电势测量应用需求的角度,还是从为工程师提供更多样化选择、优化产品设计的角度出发,LH001-99都展现出了可兼容替代ADS1299的实力,有望在相关领域得到广泛应用,推动医疗电子设备的国产化进程,为行业发展注入新的活力。