總述

醫療診斷的微觀領域中，生物電信號如同解鎖生命奧秘的金鑰匙。從心電圖（ECG）的毫伏級波動到腦電圖（EEG）的微伏級震蕩，精準捕捉這些信號是早期疾病診斷的關鍵。芯佰微電子的CBM24AD98Q芯片，作為一款采用24位Δ-Σ模數轉換技術的低噪聲模數轉換器，具備4μV級的超低噪聲水平和8通道的高度集成設計。它支持工業級的寬溫度范圍，特別適用于心電圖(ECG)和顱外腦電圖(EEG)等生物電采集應用。CBM24AD98Q通過其卓越的性能，解決了醫療生物電采集領域的關鍵難題，為國產醫療設備提供了與國際先進水平競爭的能力。

1. 行業困局：生物電采集的 “不可能三角”
2. 微弱信號的“隱身術”：噪聲掩蓋下的診斷盲區

在傳統16位SAR ADC中，量化噪聲通常高于10μVPP，這可能導致信號處理中出現顯著的誤差，類似于給信號添加了“模糊濾鏡”。例如，在心電圖(ECG)監測中，0.1mV的ST段偏移是心肌缺血的早期征兆，但由于16位ADC的噪聲干擾，可能導致高達30%以上的漏檢率。而 EEG 中10-100μV的腦電α波，更常被環境噪聲淹沒，使得癲癇病灶定位誤差超過10mm。

1. 多導聯系統的“臃腫病”：進口方案的體積與成本陷阱

構建標準12導聯ECG需外置3組差分放大器生成參考電壓，如某進口方案則需5顆以上芯片協同工作，電路面積逾100cm2，導致設備體積普遍超過3L。這不僅使成本激增50%，還導致基層醫療設備采購率持續低迷，不足20%，鄉鎮衛生院常因設備笨重而舍棄多導診斷功能。

1. 極端環境的“穩定性危機”：溫度對信號的“篡改”

消費級 ADC 在- 20℃以下溫漂系數超過10μV/℃，高溫環境中基線漂移可達0.5mV。在北方冬季的急救現場，由于信號漂移，AED設備對室顫波形的誤判率可能增加50%。

1. 破局之道：CBM24AD98Q 的技術革新

1、24 位高精度
CBM24AD98Q 采用24位Δ-Σ架構，通過過采樣與噪聲整形技術，配合1-24倍可編程增益PGA，實現微伏級生物電信號精準量化。能夠捕捉生物電信號中微小的電壓變化（如心電圖中微伏級的P波、T波）。

2、超低輸入參考噪聲
在 150Hz 帶寬、增益為6的條件下，輸入參考噪聲低至4μVpp，較同類產品保持同等水平，但通過優化電路設計，在更高增益（24倍）下仍能維持低噪聲性能，適用于肌電圖（EMG）等信號強度極低的場景。

3、高共模抑制比（CMRR）
-115dB 的CMRR有效抑制了環境電磁干擾（如醫療設備中的高頻噪聲），確保在復雜臨床環境下仍能獲得純凈的生物電信號。例如，在手術室中，該芯片可有效隔離高頻電刀干擾，保障心電圖波形的完整性。

4、內置多功能模擬前端
集成 8 個可編程增益放大器（PGA）、右腿驅動（RLD）電路、導聯脫落檢測及威爾遜中心端（WCT）生成模塊，無需外部運放即可實現標準12導聯心電圖采集。相比傳統方案，減少了約30%的外圍元件，降低了PCB面積和系統成本。

5、靈活的信號處理架構
每個通道支持獨立的輸入多路復用器，可配置為差分輸入或單端輸入，并內置測試信號發生器，便于系統校準和故障診斷。例如，在動態心電圖設備中，通過內置的導聯脫落檢測功能，可實時監測電極接觸狀態，避免數據丟失。

6、多芯片級聯能力
通過 SPI 接口菊花鏈級聯，可擴展至64通道同步采集，滿足高端多參數監護儀對多生理信號（如ECG、EEG、呼吸阻抗）同時監測的需求。這種擴展性使得CBM24AD98Q成為高端醫療設備的核心組件。

7、產品特征

• 多達8個低噪聲PGA和8個高分辨率同步采樣ADC

• 輸入參考噪聲：4 μVPP(150Hz BW，G=6)
• 輸入偏置電流：200 pA
• 數據速率：250 SPS 至32kSPS
• 共模抑制比：–115 dB
• 可編程增益：1、2、4、6、8、12或24
• 單極或雙極電源：

l模擬：2.7V至5.5V

l數字：1.7V至3.3V

• 內置右腿驅動放大器、導聯檢測、測試信號
• 內置威爾遜中心端子和增強電極電路
• 內置時鐘振蕩器，可選內部或外部時鐘
• 內置電壓參考，可選內部或外部參考
• 靈活的斷電、待機模式
• 與 ADS1298引腳兼容、程序兼容
• SPI 兼容串行接口
• 工作溫度范圍：–40°C至+85°C

1. 全場景滲透：從臨床診斷到前沿科研的 “芯”基建
2. 臨床診斷：精準化的基石

CBM24AD98Q 為12導聯心電圖機提供“微型化心臟”，單芯片即可生成標準的12導聯信號，不僅省去了外置電路的復雜性，還顯著地將誤診率降低了45%。對于多導 EEG 儀，其8通道同步采樣能力可捕捉較小電信號，使癲癇灶定位誤差從 10mm 縮小至5mm，為神經外科手術提供更精準的導航。

1. 可穿戴設備：長續航的 “隱形守護者”

在動態心電監測領域，17.5mW的超低功耗模式大幅提升了Holter設備的續航能力，從4天延長至7天，同時數據完整率也顯著提高，從85%躍升至99%。配合單導聯設計，其體積可縮小至硬幣大小，適合老年人居家健康監測。在睡眠醫學領域，菊花鏈級聯技術支持 32 通道同步采集，單設備即可覆蓋腦電、肌電、呼吸阻抗等多參數，助力睡眠呼吸暫停綜合征的精準分型。

1. 急救與極端環境：可靠性的 “極限挑戰”

針對戶外急救場景，-40℃冷啟動特性讓AED設備在東北雪原也能快速響應，而85℃高溫下的穩定運行能力，確保了熱帶地區醫療車設備的全天候可用性。根據某邊疆醫院的統計數據，通過引入先進的芯片技術，車載ECG設備的冬季故障率顯著降低，從25%降至5%，同時，急救響應效率也得到了顯著提升，達到了40%的增幅。