英集芯IPA1299是一款多通道低噪聲的腦機(jī)接口芯片,完全兼容TI公司ADS1299的引腳定義,是ADS1299等進(jìn)口芯片的理想替代方案。采用24位Δ-Σ模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC),支持250SPS至16kSPS的采樣率。多達(dá)8個低噪聲可編程增益放大器 (PGA)。采用差分輸入結(jié)構(gòu),可抑制共模噪聲。內(nèi)置了電磁干擾(EMI)濾波器,有助于減少電源噪聲和外部干擾。通過菊花鏈配置,單個系統(tǒng)可串聯(lián)多個IPA1299器件,輕松擴(kuò)展至32通道腦電監(jiān)測,同時減少外圍元件需求,縮小設(shè)備尺寸,降低功耗與BOM成本。

一、技術(shù)特點(diǎn):面向醫(yī)療級需求,提升行業(yè)技術(shù)水平
IPA1299是一款8通道低噪聲24位同步采樣Δ-Σ模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)芯片,適用于顱外腦電圖(EEG)、心電圖(ECG)及肌電圖(EMG)等應(yīng)用。其技術(shù)特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下方面:
1、功能兼容,支持平滑替換
IPA1299在封裝與功能上兼容TI ADS1299的48引腳QFN封裝,覆蓋ADS1298的主要特性,支持250SPS至16kSPS采樣率,集成可編程增益放大器(PGA)、內(nèi)部基準(zhǔn)與振蕩器。設(shè)備廠商可在不修改原有電路設(shè)計的基礎(chǔ)上進(jìn)行替換,有助于縮短研發(fā)周期。
2、支持高精度信號采集,適應(yīng)醫(yī)療應(yīng)用要求
腦電信號幅值較?。?.5μV至100μV),易受環(huán)境干擾。IPA1299采用低噪聲設(shè)計,輸入?yún)⒖荚肼暶芏鹊湫椭禐?.5μVrms,1kHz帶寬下總噪聲低于1μVrms,動態(tài)范圍支持±50mV至±500mV,可適配1kΩ至100kΩ電極阻抗。實驗室測試顯示,其在0.1Hz至100Hz頻段內(nèi)信噪比(SNR)可達(dá)75dB。芯片還集成12位ADC用于電池電壓和電流監(jiān)測,有助于提升設(shè)備可靠性。
3、支持多通道擴(kuò)展與低功耗運(yùn)行,適配便攜設(shè)備
通過菊花鏈配置,單個系統(tǒng)可串聯(lián)多個IPA1299,支持?jǐn)U展至32通道腦電監(jiān)測,同時減少外圍元件需求。其24位ADC有效位數(shù)(ENOB)為21.5位,支持多檔可變采樣率,可適應(yīng)胎兒心電圖、睡眠研究等不同場景。功耗方面,工作電流為200μA,休眠模式電流為15μA,并具備動態(tài)電源管理功能,可根據(jù)采樣率和通道數(shù)量調(diào)節(jié)功耗,有助于延長便攜設(shè)備續(xù)航時間。
二、國產(chǎn)化進(jìn)程:助力提升供應(yīng)鏈穩(wěn)定性
腦機(jī)接口芯片市場目前仍以國際廠商為主,國內(nèi)設(shè)備廠商面臨以下常見情況:
1、芯片成本對設(shè)備整體成本影響較大;
2、供應(yīng)鏈?zhǔn)車H環(huán)境變化存在不確定性;
3、技術(shù)迭代與定制化開發(fā)存在一定限制。
IPA1299以國產(chǎn)化為方向,提供以下支持:
1、具有競爭力的成本:相比進(jìn)口芯片,IPA1299系列(8/6/4通道版本)在價格上具備一定優(yōu)勢,可幫助設(shè)備廠商優(yōu)化硬件成本。
2、供應(yīng)鏈穩(wěn)定性提升:英集芯作為國內(nèi)上市公司,擁有自主生產(chǎn)能力,可提供相對穩(wěn)定的供貨支持。
3、本地化技術(shù)服務(wù):從芯片選型到設(shè)備調(diào)試,英集芯技術(shù)團(tuán)隊可提供參數(shù)調(diào)整與協(xié)議開發(fā)支持,協(xié)助推進(jìn)國產(chǎn)化替換。

三、應(yīng)用場景:涵蓋醫(yī)療與消費(fèi)電子領(lǐng)域
IPA1299憑借其性能與靈活性,已在多類設(shè)備中得到應(yīng)用:
1、胎兒心電圖監(jiān)測:通過信號采集,輔助監(jiān)測胎兒心臟活動。
2、睡眠研究設(shè)備:結(jié)合多通道腦電采集,用于睡眠階段分析。
3、腦機(jī)接口(BCI)系統(tǒng):作為信號前端處理組件,支持意念控制、神經(jīng)反饋等應(yīng)用的開發(fā)。有科研團(tuán)隊采用IPA1299搭建非侵入式腦機(jī)接口實驗平臺,進(jìn)行運(yùn)動意圖解碼研究。
4、便攜式腦電監(jiān)測儀:依托低功耗設(shè)計,適用于家庭健康監(jiān)測與遠(yuǎn)程醫(yī)療場景。
5、消費(fèi)電子集成:可與TWS耳機(jī)充電倉、無線充電器等芯片協(xié)同設(shè)計,促進(jìn)腦電技術(shù)在可穿戴設(shè)備中的應(yīng)用探索。

四、生態(tài)合作:構(gòu)建從芯片到系統(tǒng)的支持體系
圍繞IPA1299的應(yīng)用,已初步形成以下合作體系:
1、算法配合:合作開發(fā)濾波、降噪及腦電信號識別算法,提供API接口以支持?jǐn)?shù)據(jù)分析。
2、參與標(biāo)準(zhǔn)建設(shè):積極加入UFCS融合快充等相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)討論,推動醫(yī)療電子領(lǐng)域的規(guī)范發(fā)展。
3、產(chǎn)業(yè)協(xié)作:與上下游企業(yè)共同探討腦機(jī)接口技術(shù)聯(lián)盟建設(shè),圍繞數(shù)據(jù)格式、接口協(xié)議、安全與倫理等議題開展交流。

五、行業(yè)展望:國產(chǎn)芯片的發(fā)展與未來
在“健康中國2030”規(guī)劃引導(dǎo)下,醫(yī)療電子設(shè)備國產(chǎn)化趨勢逐漸明顯。英集芯IPA1299以國產(chǎn)化、成本優(yōu)化與功能兼容為特點(diǎn),為設(shè)備廠商提供了一條可行的國產(chǎn)化路徑,在成本控制、供應(yīng)鏈支持與技術(shù)適配等方面具有一定價值。
隨著腦機(jī)接口技術(shù)在醫(yī)療康復(fù)、教育娛樂、軍事安防等領(lǐng)域的應(yīng)用拓展,國產(chǎn)芯片的進(jìn)步有望為行業(yè)帶來更多選擇。英集芯表示,將繼續(xù)投入腦機(jī)接口技術(shù)研發(fā),在信號解碼、植入式芯片等方向開展探索,為用戶提供更多國產(chǎn)解決方案。
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使用ADS1299進(jìn)行腦電信號采集時采集不到腦電信號,怎么解決?
ADS1299為什么測量不到腦電信號?如何解決?
ADS1299-4能否和ADS1299組成菊花鏈結(jié)構(gòu)?
使用16片ADS1299做128路腦電采集, 腦電帽上有128個電極+1參考電極, 電極如何接入到ADS1299呢?
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用ADS1299做32導(dǎo)的腦電,需要4片ADS1299,請問4片ADS1299應(yīng)該是級聯(lián)還是菊花鏈?
請問ADS1299適用于腦電系統(tǒng)嗎?
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