ADS1299驱动的轻便高效脑电信号采集系统设计

本文主要探讨了基于ADS1299的可穿戴式脑电信号采集系统前端设计。脑电信号，即Electroencephalogram (EEG)，是一种反映大脑神经元活动的生物电信号，对于医学诊断、康复治疗、疲劳监测以及脑-机接口等领域具有重要意义。然而，传统的脑电采集系统尽管精度高，但存在体积大、操作不便和功耗高的问题，限制了其在便携式应用中的广泛使用。 为解决这一问题，文章提出采用ADS1299芯片进行设计。ADS1299是一款高精度的信号处理IC，专为心电信号采集优化，但在处理脑电信号时，其性能可能未完全发挥，特别是对于脑电信号特有的共模干扰抑制和低噪声要求。作者指出，通过将信号调理电路分解为主动电极端和后端，如参考文献[4]所示，可以实现电路的分离和小型化，但这仍不能完全满足便携需求，体积仍有待进一步减小。 为达到小型化和低功耗的目标，文章提到采用片上系统(SoC)集成放大器、滤波器和控制器等元件，如参考文献[9]所示，这种方法要求高水平的开发工具和技术，且成本较高，挑战较大。然而，ADS1299的优势在于其数字侧的滤波和陷波功能，可以简化模拟电路设计，减轻模拟部件的负担，有助于减小系统体积和功耗。 此外，文章还提到了共模干扰抑制的重要性，右腿驱动电路作为一种常用策略，可以同时提升系统抗干扰能力并减小整体尺寸。然而，由于ADS1298芯片并非专为脑电信号设计，因此在实际应用中需权衡其性能特点，以确保信号质量。 基于ADS1299的可穿戴式脑电信号采集系统前端设计旨在克服传统系统的问题，通过集成优化的硬件设计和有效的共模干扰抑制策略，提供一种体积小巧、功耗低、易于操作的解决方案，这对于推动脑电科学研究和临床应用的发展具有重要价值。