ZSBM1001QN

ZSBM100X 包含便携式、低功耗医疗、体育运动和健身用心电图（ECG）应用中通常所需要的全部特性。凭借高集成度以及出色的性能，ZSBM100X 能够以尺寸小、功耗低和整体成本的优势来创建可扩展的医疗仪器系统。

ZSBM1003 具有 3 个（ZSBM1001 具有 1 个）能够以高达 16ksps 速率工作的高分辨率通道。该器件可单独针对每个通道编程特定的采样率和带宽，从而使用户可针对性能和功耗来优化配置。所有输入引脚均包含一个 EMI 滤波器，并且可通过一个灵活的选通器连接至任一通道。另外，凭借这一灵活的选路功能，无需从外部重新连接导联即可实现独立的导联脱落检测、右腿驱动、以及生成 Wilson 中央端/Goldberger 参考点。

另外，ZSBM100X 包含了一个可配置的综合中断系统，可实现以下功能：

• 共模超限检测
• 右腿驱动直流脱落检测
• 直流脱落检测
• FIFO 阈值检测/上溢出/下溢出异常检测
• 即时数据读取
• 定时器中断

此器件采用 5mm×5mm×0.75mm，28 引脚 QFN 封装。-40°C ~ 85°C 的运行温度范围。

ZSBM100X 是用于心电图应用的完全集成的信号链。它具有三个低功耗、24 位分辨率的 ECG 通道，用于心电图检测和起搏监测。此外，ZSBM100X 还具有直流脱落检测、右腿驱动能力以及 Wilson 和 Goldberger 中央电极功能。

三个同步的 ECG 通道可提供具有 25Hz 到 1.6kHz 的截止频率的数字滤波，每个通道滤波器都可以独立设置。此外，ZSBM100X 为每个通道提供了一个较高采样率的输出，其截止频率可编程在 400Hz 和 3.2kHz，这些输出信号非常适合感测起搏器信号。每个通道提供了足够的动态范围来处理电极失配和运动伪影，而不牺牲分辨率。每个输入都有内置的 EMI 滤波器，可以用来消除来自射频发射器的噪声。

模拟输入选通器可以将 6 个模拟输入引脚中的任何一个连接到三个 ADC 的 P 端或者 N 端。这使得系统有非常大的灵活性，甚至允许 ECG 监测系统的动态重新配置。出于测试目的，三个 ADC 的输入差分通道可以进行 ADC 的输入短路进行测试。

对于 ZSBM1001，只有 3 个模拟输入引脚 IN0、IN1、IN2。

除了灵活的输入配置，ADC0/1/2 的 N 端还可以连接 VREF、WCT、GTx（GT0/GT1/GT2）。其中，ADC0 的 N 端可以连接 GT0，ADC1 的 N 端可以连接 GT1，ADC2 的 N 端可以连接 GT2。

ZSBM100X 包含三个模拟前端，用于将差分模拟电压转换为数字信号。每个模拟前端包括一个 Sigma - Delta 调制器（SDM）和一个数字滤波器。

ZSBM1001 仅通道 0 的 ECG 通道可用，默认 CH0_ECG_EN = 1，不用单独设置打开（见 CHANNEL_NUMB_IND[1:0]说明）；

ZSBM1003 的通道 0、通道 1 和通道 2 可同时使用，ECG 和 PACE 通道也可同时使用（见 CHANNEL_NUMB_IND[1:0]说明）；

ZSBM1003 的三个模拟前端的 ECG 通道可通过 CHx_ECG_EN 寄存器控制是否使能； ZSBM1003 的三个模拟前端的 PACE 通道可通过 CHx_PACE_EN 寄存器控制是否使能；

各模拟前端可通过设置 OP_EN 寄存器为 1 开始工作；可通过设置 OP_EN 寄存器为 0 停止工作。

Sigma - Delta 调制器（SDM）获取通过开关阵列配置的一对输入信号，并将该信号转换为带有高频噪声的数字信号，该数字信号由可编程数字滤波器进一步处理获得高分辨率数字信号。

SDM 可以在 1MHz（默认）和 125kHz 的时钟频率下工作；这些频率均可由内部配置产生。同时，SDM 的过采样率（OSR）有 4 档选择，1024（默认）、512、256 和 128。使用较低的时钟频率可降低系统功耗，但若过采样率不变，有效信号带宽也会降低；若过采样率等比降低，则有效信号带宽不变，但分辨率降低。例如，若将默认设置改为 125kHz 时钟频率，过采样率不变，则数字滤波器后信号有效带宽从 200Hz 降至 25Hz。用户可结合应用需求配置以平衡功耗、带宽和精度。

SDM 的时钟频率通过寄存器 CLK_DIV_RATIO[1:0]配置。过采样率通过寄存器 R1_RATE_CHx_ECG[1:0]配置。

在 Sigma - Delta 调制器（SDM）后面有一个可编程数字滤波器，作用是对从 SDM 输出的 bit 流来重建信号。滤波器由两级可编程 SINC 滤波器组成。每一级都是五阶 SINC 滤波器。

SINC 滤波器的抽取率 R0 是固定值 64，R1 是可编程的。两级中的每一级进一步对 bit 流进行滤波和抽取，从而降低信号的输出数据速率（ODR）和带宽（BW），同时提高分辨率。在第一级之后，可以获得具有较高 ODR 和 BW 但分辨率有限的 16 位数字信号，该信号可用于 PACE 脉冲检测。该信号在第二级被进一步抽取，并产生一个非常高分辨率滤波的 24 位数字信号，该信号可用于 ECG 的准确表示。

ZSBM100X 的可编程数字滤波器提供了一系列输出数据速率和带宽配置，从而可实现不同级别的性能和功耗。

PACE 数据速率和 CLK_DIV_RATIO[1:0]这个参数有成比例的关系。

随着第二级抽取（R1）的增加，ECG 的 ODR 和 BW 将减小。当检测 ECG 信号时，建议使用更高的 R1 值。每个通道的 R1 抽取率可以使用 R1_RATE_CH0_ECG、R1_RATE_CH1_ECG 和 R1_RATE_CH2_ECG 寄存器单独编程。

ECG 和 PACE 的 SINC 滤波器的低通滤波器频率响应，由于其输出作为对阶跃输入信号的响应，会产生相关的稳定时间。该稳定时间的影响因素有：滤波器的阶数、其差分延迟和信道输出数据速率。

• 三个具有同步起搏输出的高分辨率数字心电图（ECG）通道
• 抗电磁干扰（EMI）输入
• 低功耗：每通道 0.2mW
• 等效输入噪声：0.8μVrms（40Hz 带宽）
• 输入偏置电流：65pA
• 数据速率：高达 16ksps
• 差分输入电压范围：±500mV
• 模拟电源电压：2.2V ~ 5.5V
• 数字输入输出（I/O）电源电压：1.8V ~ 5.5V
• 右腿驱动放大器
• 直流导联脱落检测
• Wilson 中央端和 Goldberger 参考点
• 可配置的综合中断系统
• 内置振荡器与基准
• 灵活的断电和待机模式

• 便携式 1 ~ 12 导联 ECG
• 病人生命体征监控：动态心电图、事件、压力和远程医疗
• 自动体外除颤器
• ECG 柯氏音血压计
• 体育运动和健身（心率和 ECG）