CS1256 datasheet(21/35 Pages) CHIPSEA

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公司

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第

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页，

，共

共 3355 页

页

如图 3.5 BIM 模块结构图所示，正弦信号发生器包括一个直接数字合成器（DDS）、

DAC 以及 LPF 低通滤波器；其中 DDS 可以生成正弦波码值序列驱动一个 1-MSPS/6-bit 的

DAC；而 DAC 输出送入一个两阶滤波器，截至频率约 150KHz 的 LPF 中进行滤波，以消

除高次谐波；LPF 的输出接一个外部电容 C0 进行隔直，避免有直流电流流入人体，再通过

一个限流电阻 R0 接到内部运算放大器 OPA1 的负输入端，将电压信号转换为电流信号，同

时将电流限定在安全值 500uA 以内。设激励电流为 I(t)，DAC 输出电压为 VDAC，正弦波

幅度为 AMP，角频率为ω0,

)

sin(

)

(

AMP

VDAC







(式 3-3)

若电阻 R0 具有±20%的容差，通常可将 R0 设置为 2Kohm，此时输出电流的 RMS 属

于安全区域。减小 R0 可以增大电流，提高增益，但要考虑电流对人体的作用。通常平均

电流达到 1mA 时，人体将有所感觉。另外，电容 C0 可以选择 10uF（推荐）或 1uF 等。

正弦波频率通过 DACFREQ[3:0]配置，支持 5KHz、10KHz、25KHz、50KHz、

100KHz、250KHz 等频率。

3.4.2

激励电极及测量电极

激励电极 ISIN3~ISIN0 可通过 MUX 任意组合成发射电极-接收电极对，用于将激励电

流信号 I(t)从一端注入人体，然后在另一端接收； ISINO[1:0]控制 MUX 可将任一激励电极

接 OPA1 的输入负端作为发射电极，而 ISINI[1:0]控制 MUX 可将任一激励电极接入 OPA1

的输出端作为接收电极，但发射和接收电极不能为同一电极。

在发射电极和接收电极之间是人体等效阻抗 Z，流过 I(t)后形成一个压降 V(t)，

)

sin(

)

(

)

(















(式 3-4)

其中|Z|是等效阻抗 Z 的绝对值，θ是等效阻抗 Z 的相角。对于纯阻性阻抗，θ=0。测

量电极 VSEN3~VSEN0 可通过 MUX 任意组合成正负测量电极测得上述电压 V(t)；其中正

测量电极接入差分运放 OPA2 的正输入端，可通过 VSENP[1:0]进行配置；负测量电极接入

差分运放 OPA2 的负输入端，可通过 VSENN[1:0]进行配置。

3.4.3

整流

电压信号 V(t)经过差分运放 OPA2 处理后变成一对差分正弦信号送入全波整流模块

Recf，经整流后再通过 RCF0 和 RCF1 外接电容滤波，产生 DC 信号送入 MUXP/MUXN，

进入 ADC 信号链进行测量。在处理的过程中，包括 LPF 环节，会对电流 I(t)和电压 V(t)的

幅值有调整，总括起来形成一个增益 G0，换算到最后整流后的有效值中。

当采用全波整流(FWR)模式时，整流后的电压有效值 V

rms 为：



)

(

AMP

rms









(式 3-9)

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