यह विकासाधीन प्रोटोटाइप का रिकॉर्ड है · चिकित्सा उपकरण के रूप में अभी अनुमोदित नहीं · निदान के लिए नहीं
हार्डवेयर संरचना
ECG इनपुट खंड · रोगी आइसोलेशन · सुरक्षा · पावर · बोर्ड संरचना — 2026-10-11 विकास आरंभ संस्करण (rev3) के आधार पर, ब्लॉक स्तर का सारांश
यह पेज डिज़ाइन दस्तावेज़ों को ब्लॉक स्तर पर संक्षिप्त करके प्रस्तुत करता है। रेज़िस्टर·कैपेसिटर के मान, कनेक्शन तालिका और पुर्ज़ों की सूची इसमें शामिल नहीं हैं। हर मद की स्थिति नीचे दिए चिह्नों से अलग दिखाई गई है।
पुष्ट विनिर्देश के रूप में पुष्ट किया गया
डिज़ाइन डिफ़ॉल्ट मान आधार सहित तय किया गया, पर अभी पुष्ट नहीं
असत्यापित डेटाशीट·मूल स्रोत से अभी सत्यापित नहीं
1. आरंभ बिंदु — पुष्ट विनिर्देश
यह उपकरण मानव शरीर को छूता है। इसलिए रोगी-संपर्क भाग का आइसोलेशन और लीकेज करंट डिज़ाइन का आरंभ बिंदु बनाए गए। विकास की प्राथमिकता का क्रम है ① विश्वसनीयता·रोगी सुरक्षा → ② नई तकनीक·उन्नतीकरण → ③ A/S·रखरखाव·भविष्य के अपग्रेड।
मद
विवरण
स्थिति
उपयोग
घरेलू उपयोग · वरिष्ठ नागरिक उद्योग · व्यक्तिगत निगरानी, होल्टर/ट्रेंड रिकॉर्डिंग सुविधा। गंभीर रोगी·सामान्य रोगी·शल्य-क्रिया मॉनिटर नहीं
पुष्ट
इलेक्ट्रोड
मूल 5 इलेक्ट्रोड (RA · LA · LL · RL + छाती पर 1)। छाती इलेक्ट्रोड के लिए V1 / V5 स्विच से चुना जाता है और स्क्रीन पर दिखाया जाता है
पुष्ट
विकल्प
C1~C6 सभी 6 लेने वाला 12-लीड
पुष्ट
lead III
गणना (II−I) नहीं, बल्कि सीधा मापन
पुष्ट
ECG चिप
TI AFE159RP8 — शर्त यह है कि विस्तृत डेटाशीट से बड़े पैमाने पर उत्पादन की स्थिति की पुष्टि हो
पुष्ट
SpO2
TI AFE4490 पर स्वयं का सर्किट, ट्रांसमिशन-प्रकार क्लिप प्रोब। संख्या 「संदर्भ मान · अकैलिब्रेटेड」
पुष्ट
प्रोसेसिंग इकाई
NXP i.MX 95
पुष्ट
पल्स रेज़िस्टर का स्थान
लीड तार में नहीं, बोर्ड पर रखा जाएगा
पुष्ट
पावर
केवल बैटरी से 24 घंटे लगातार संचालन। 2 बैटरियाँ, बदलते समय भी बंद नहीं होता (हॉट-स्वैप)। AC पावर हमेशा जुड़ी रहती है
पुष्ट
शीतलन · शोर
फ़ैनलेस (बिना पंखे) मूल रूप। कोई सुनाई देने वाला शोर नहीं होना चाहिए
पुष्ट
चार्जिंग के दौरान मापन
2-चरणीय अनलॉक — इंटरलॉक बनाए रखना → चार्जिंग के दौरान लीकेज·शोर का वास्तविक मापन पास → अनलॉक
पुष्ट
सिम्युलेटर
बाहरी बैटरी-प्रकार, 1 V p-p आउटपुट, मुख्य इकाई में 1000:1 वोल्टेज विभाजन, इनपुट चरण पर sim ↔ signal स्विचिंग
पुष्ट
Respiration · NIBP
दोनों +विकल्प। Respiration के लिए ECG चिप की अंतर्निहित सुविधा का उपयोग (「संदर्भ मान」), NIBP के लिए मॉड्यूल का स्थान तैयार
पुष्ट
सुरक्षा MCU
TI RM44L920। फ़िलहाल निर्माण पर ध्यान (लागू करने का समय अनिर्धारित)
पुष्ट
2. समग्र ब्लॉक आरेख
हरा = रोगी आइलैंड, पीली पट्टी = आइसोलेशन सीमा, बैंगनी = द्वितीयक पक्ष, नारंगी = पावर। नारंगी बिंदीदार चिप 12-लीड विकल्प है। सीमा पार करने वाले पुर्ज़े केवल आइसोलेटर (ISO7762) और आइसोलेटेड पावर (UCC12050) पैकेज हैं।
3. ECG इनपुट खंड
चिप संरचना — दो AFE159RP8 डिज़ाइन डिफ़ॉल्ट मान
मूल 5 इलेक्ट्रोड को अकेला U1 संभालता है। U1 के ज़िम्मे I · II · III (सीधा) · V (= C − WCT) · calib चैनल तथा पेस निर्णय, RLD ड्राइव और श्वसन (विकल्प) हैं। 12-लीड विकल्प में U2 V1~V6, अलग calib, और चिपों के बीच क्रॉस-चेक के लिए II चैनल संभालता है।
दो चिप रखने का कारण चैनलों की संख्या है। एक 8-चैनल चिप से 12-लीड करने पर केवल I · II · V1~V6 से ही सब भर जाता है, और पुष्ट विनिर्देश वाले lead III के सीधे मापन तथा calib के लिए जगह नहीं बचती।
12-लीड विकल्प विस्तार की विधि डिज़ाइन डिफ़ॉल्ट मान
विकल्प सर्किट (U2 और C1~C6 सुरक्षा श्रृंखला, रिले) शुरू से ही मुख्य बोर्ड पर लगाए जाते हैं, और फ़र्मवेयर सक्रियण तथा विकल्प ढक्कन से चालू किए जाते हैं।
इससे A/S के समय रोगी आइलैंड खोलना नहीं पड़ता, और आइसोलेशन·लीकेज परीक्षण एक ही बार में पूरा हो जाता है।
C1~C6 सॉकेट कब्ज़ेदार ढक्कन के अंदर रखे जाते हैं। मूल उपयोगकर्ता को केवल 5 सॉकेट दिखते हैं, जिससे गलत लगाने की संभावना घटती है।
मापन सर्किट एक ही है। छाती इलेक्ट्रोड चाहे V1 हो या V5, एक ही मार्ग से आता है।
स्विच एक संकेतक है जो उपकरण को बताता है कि 「छाती इलेक्ट्रोड कहाँ लगाया गया है」। यह मुख्य इकाई की ओर (द्वितीयक पक्ष) है और MCU इसे दो तारों से पढ़ता है, इसलिए यह आइसोलेशन पार नहीं करता।
बदलने पर स्क्रीन का लेबल बदलता है, उस स्थान पर लगाने का मार्गदर्शन दिखता है, और रिकॉर्ड में घटना दर्ज होती है। तरंग-रूप बाधित नहीं होता।
संपर्क में खराबी (दोनों तार एक ही अवस्था में) होने पर लेबल 「V?」 कर दिया जाता है और तकनीकी अलार्म दिया जाता है।
वास्तव में लगाया गया स्थान उपकरण स्वयं नहीं पहचान सकता। 12-लीड मोड में स्विच को अनदेखा कर 「12-लीड」 दिखाया जाता है।
कनेक्टर · शील्डिंग
इलेक्ट्रोड कनेक्टर DIN 42802 टच-प्रूफ़ सॉकेट हैं, मूल 5 + विकल्प ढक्कन के अंदर 6। पैनल सॉकेट का पार्ट नंबर असत्यापित
सिम्युलेटर इनपुट जैक का आकार रोगी कनेक्टर से अलग रखा गया है ताकि गलत लगाने से बचा जा सके।
DIN एकल-ध्रुव सॉकेट में शील्ड संपर्क नहीं होता, इसलिए लीड तार की शील्ड ड्राइव के बजाय बोर्ड गार्ड रिंग और इनपुट खंड शील्ड कैन के स्थान से इसका समाधान किया जाता है। डिज़ाइन डिफ़ॉल्ट मान
लीड-ऑफ · पेस
लीड-ऑफ के लिए चिप में अंतर्निहित DC विधि हमेशा उपयोग होती है, और AC प्रतिबाधा मापन आवधिक जाँच के लिए। अलग हुए इलेक्ट्रोड का नाम स्क्रीन पर दिखाया जाता है।
पेस पल्स के लिए चिप का अंतर्निहित निर्णय उपयोग होता है और केवल निर्णय फ़्लैग लिया जाता है। इनपुट खंड की भूमिका पल्स का आकार न बिगाड़ना है, इसलिए इनपुट नेटवर्क में डिफ़रेंशियल कैपेसिटर नहीं रखा गया। डिज़ाइन डिफ़ॉल्ट मान
4. इनपुट सुरक्षा
हर सिग्नल इलेक्ट्रोड पर समान 3-चरणीय सुरक्षा श्रृंखला रखी जाती है। पुष्ट विनिर्देश के अनुसार पल्स रेज़िस्टर लीड तार में नहीं, बोर्ड पर है।
① पल्स रेज़िस्टरउच्च-वोल्टेज पल्स की ऊर्जा सोखता है, ESD की पहली रक्षा। दो टुकड़ों में बाँटकर एक पर पड़ने वाला वोल्टेज घटाया जाता है
→
② गैस डिस्चार्ज ट्यूबमध्य नोड को आइलैंड ग्राउंड पर दबाकर पिछले चरण की रक्षा
→
③ करंट सीमा + क्लैम्परेज़िस्टर से करंट सीमित किया जाता है और कम-लीकेज डायोड से चिप की पावर सीमा के भीतर बाँधा जाता है
→
RC → AFEबाहरी क्लैम्प और चिप के आंतरिक ESD डायोड को अलग करता है, EMI बैंड सीमा
डिफ़िब्रिलेशन सुरक्षा शामिल करना डिफ़ॉल्ट रखा गया है डिज़ाइन डिफ़ॉल्ट मान। घरेलू श्रेणी में मानक के अनुसार यह अनिवार्य नहीं है, पर प्राथमिकता में पहला स्थान रोगी सुरक्षा का है और 12-लीड विकल्प में 10 इलेक्ट्रोड होने से देखभालकर्ता के लिए जल्दी में सब हटाना कठिन है — इसे आधार बनाया गया। हटाने का निर्णय होने पर उसी बोर्ड पर केवल डिस्चार्ज ट्यूब का स्थान खाली छोड़ दिया जाता है।
एकल-दोष मानदंड — रेज़िस्टरों में से कोई एक भी शॉर्ट हो जाए तो भी लीक होने वाला करंट अनुमत सीमा में रहे, इसलिए रेज़िस्टर को समान मानों में बाँटा गया। पहली बार बनाई गई योजना इस शर्त को पार कर गई थी।
उच्च-वोल्टेज खंड का लेआउट — सॉकेट से पहले रेज़िस्टर तक ही उच्च-वोल्टेज खंड रहे, इसलिए रेज़िस्टर सॉकेट के ठीक पीछे रखा जाता है। इस खंड में सभी परतें बिना कॉपर रखी जाती हैं और पड़ोसी इलेक्ट्रोड से 8 mm या अधिक दूरी रखकर स्लॉट काटा जाता है। गार्ड और ग्राउंड प्लेन इस खंड के नीचे नहीं बिछाए जाते।
पाया गया जोखिम — गणना के दौरान पाया गया कि डिस्चार्ज ट्यूब ग्लो अवस्था में बनी रहे तो चिप की पावर ऊपर उठ सकती है, इसलिए चिप की एनालॉग पावर पर एक और क्लैम्प जोड़ा गया। टेस्ट बेंच पर वास्तविक मापन किया जाएगा।
पल्स रेज़िस्टर एक डिफ़िब्रिलेशन पल्स सह सकता है या नहीं, यह डेटाशीट के आरेख से सत्यापित नहीं हुआ असत्यापित। अपर्याप्त होने पर तीन टुकड़ों में बाँटा जाएगा।
5. रोगी आइसोलेशन
रोगी आइलैंडइलेक्ट्रोड · सुरक्षा · AFE159RP8 · AFE4490 · आइलैंड LDO। ग्राउंड तैरता हुआ (फ़्लोटिंग) क्षेत्र, एक ही आइलैंड ग्राउंड प्लेन
⇄
आइसोलेशन सीमासभी परतों में 8 mm बिना कॉपर + स्लॉट पार करने वाले: ISO7762DW (ECG ×2, SpO2 ×1), UCC12050
⇄
द्वितीयक पक्षi.MX 95 बोर्ड, मुख्य पावर खंड, स्क्रीन, संचार
क्रीपेज·क्लियरेंस दूरी 8 mm — 2 MOPP को लक्ष्य बनाकर रखा गया मान। आइसोलेटेड पावर UCC12050 और डिजिटल आइसोलेटर ISO7762DW दोनों 2 MOPP प्रमाणित पुर्ज़े हैं। डिज़ाइन डिफ़ॉल्ट मान
आइलैंड के भीतर और द्वितीयक पक्ष को जोड़ने वाला कोई कनेक्टर नहीं है। सीमा पार करने वाले केवल आइसोलेशन पुर्ज़ों के पैकेज हैं।
ECG डेटा आइसोलेटेड SPI से भेजा जाता है। पेस का मूल सिग्नल डेटा मात्रा में बड़ा होने से आइसोलेटेड SPI पर लगातार नहीं लिया जाता, केवल चिप का निर्णय परिणाम लिया जाता है।
आइलैंड के भीतर के रिले एक-एक करके क्रम से चलाए जाते हैं ताकि आइलैंड पावर न गिरे।
धातु आवरण आइलैंड ग्राउंड से नहीं जोड़ा जाता। वायरलेस एंटीना ECG सॉकेट·इनपुट खंड से यथासंभव दूर रखा जाता है।
आइसोलेशन सीमा के लीकेज करंट का केवल गणना मान है, और उसमें बोर्ड की स्ट्रे कैपेसिटेंस शामिल नहीं है, इसलिए वास्तविक मापन से सत्यापित किया जाएगा। असत्यापित
स्थायी पावरTPS70933 · LTC2955 (बटन·AC लौटने पर स्वतः चालू) · इंटरलॉक लॉजिक
हॉट-स्वैप — दोनों पैक आदर्श डायोड से साथ-साथ डिस्चार्ज होते हैं, इसलिए एक पैक निकालने पर भी पावर बदलने का कोई क्षण नहीं आता।
बिजली कटने पर स्विचओवर — हार्डवेयर (LTC1760) पहले ही बैटरी पर जा चुका होता है, और सॉफ़्टवेयर उसके बाद केवल मोड बदलता है। बिजली-कटौती मोड में स्क्रीन धीमी की जाती है और रात में स्क्रीन बंद की जाती है, पर मापन·रिकॉर्डिंग·अलार्म जारी रहते हैं। डिज़ाइन डिफ़ॉल्ट मान
AC लौटने पर स्वतः पुनः आरंभ — बैटरी खत्म होकर बंद होने के बाद AC लौटने पर बिना बटन के चालू हो जाता है। डिज़ाइन डिफ़ॉल्ट मान
चार्जिंग के दौरान मापन का 2-चरणीय इंटरलॉक — रोगी आइलैंड की पावर हार्डवेयर लॉजिक द्वारा केवल 「AC न होने पर, या चार्जिंग के दौरान मापन अनलॉक होने पर」 चालू होती है। पहला चरण केवल टेस्ट बेंच के लिए जम्पर है, दूसरे चरण में वास्तविक मापन पास होने के बाद बोर्ड पर अनलॉक किया जाता है। यह हार्डवेयर इंटरलॉक है जिसे SoM सॉफ़्टवेयर नहीं बदल सकता।
LTC1760 उत्पादन बंद होने की तैयारी — बड़े पैमाने पर उत्पादन की स्थिति संग्रहीत उत्पाद पेज से देखी गई, और वर्तमान स्थिति असत्यापित है। विकल्प के रूप में TI पुर्ज़ों (LM5050-1 · BQ25731 · LM74502H) का संयोजन तैयार किया गया है। इस स्थिति में कमज़ोरी यह है कि चार्जिंग होस्ट फ़र्मवेयर को संभालनी होगी।
बैटरी: लोड शॉर्ट होने पर पावर पथ अवरोध, पैक में अंतर्निहित सुरक्षा, ओवरचार्ज की हार्डवेयर ऊपरी सीमा, पैक उल्टा लगाने से रोकने वाली की, हॉट-स्वैप ESD सुरक्षा
ताप: आइसोलेटेड पावर थर्मल शटडाउन, पैक तापमान के अनुसार चार्जिंग निषेध → चमक → CPU के क्रम में घटाना
सुनाई देने वाले शोर को खत्म करना पुष्ट(लक्ष्य) · विधि डिज़ाइन डिफ़ॉल्ट मान
सभी स्विचर एक ही मास्टर क्लॉक से विभाजित होकर स्थिर आवृत्ति पर सिंक्रनाइज़ होते हैं। श्रव्य बैंड घटक बनाने वाले बर्स्ट·PFM मोड उपयोग नहीं किए जाते, और बक को फ़ोर्स्ड PWM में चलाया जाता है।
पिछले डिज़ाइन के 3.3 V बक में डेटाशीट के अनुसार फ़ोर्स्ड PWM नहीं था, इसलिए उसे LT8640S से बदला गया। स्प्रेड स्पेक्ट्रम की मॉड्यूलेशन आवृत्ति श्रव्य बैंड में होने से उसे बंद किया जाता है।
बैकलाइट में 5 LED स्ट्रिंग की चमक बिना PWM के केवल करंट से नियंत्रित की जाती है (LP8866S)।
इंडक्टर मेटल-मोल्डेड प्रकार, छोटे कैपेसिटर ऐसे प्रकार जिनमें पीज़ोइलेक्ट्रिक गुंजन न हो, और बल्क के लिए पॉलिमर उपयोग होते हैं।
अपरिहार्य SpO2 LED पल्स वाले स्थान पर गुंजन-रहित पुर्ज़ों से रोकथाम की जाती है, और श्रव्य शोर परीक्षण से निर्णय किया जाता है।
24 घंटे बैटरी · फ़ैनलेस
सबसे बड़ी चेतावनी — रोगी आइलैंड की शक्ति को आइसोलेटर·LDO के स्वयं के करंट सहित दोबारा गणना करने पर, बिजली-कटौती मोड की औसत शक्ति जीवन-अंत पैक की 24 घंटे की सीमा के बहुत निकट आ जाती है (गणना के अनुसार मार्जिन 2~3 %)। इसलिए 24 घंटे का वास्तविक मापन सबसे पहले किया जाएगा।
फ़ैनलेस: SoM की गर्मी थर्मल पैड → हीट स्प्रेडर → एल्यूमिनियम पिछली प्लेट से निकाली जाती है। चार्जर पैक खाने·SoM से दूर कोने में रखा जाता है, और पैक खाना ऊष्मीय रूप से अलग करके आवरण के निचले भाग में रखा जाता है।
सबसे खराब संयोजन (अधिकतम लोड + दोनों पैक चार्जिंग + उच्च परिवेश तापमान) में आवरण के भीतर तापमान मानदंड पार हो सकता है, ऐसी गणना आई। इसलिए उस संयोजन को एक साथ अनुमति न देने वाला पावर प्रबंधन (चार्जिंग के दौरान CPU ऊपरी सीमा, पैक तापमान से चार्जिंग निषेध) रखा जाता है। संख्याएँ थर्मल संतुलन परीक्षण से पुष्ट की जाएँगी।
स्विचर इंडक्टर ECG इनपुट·इलेक्ट्रोड कनेक्टर से बोर्ड के विपरीत कोने में रखे जाते हैं।
रोगी आइलैंड + UCC12050 · ISO7762DW आइसोलेशन, 8 mm बिना कॉपर सीमा, स्विचर सिंक्रनाइज़ेशन और स्प्रेड स्पेक्ट्रम बंद, AFE4490 SpO2, बाहरी सिम्युलेटर 1000:1 विभाजन इनपुट
9. असत्यापित बचे मद · अगला वास्तविक मापन
AFE159RP8 की विस्तृत डेटाशीट — पिन विन्यास, निरपेक्ष अधिकतम रेटिंग, लीड-ऑफ करंट, पेस सीमा, बहु-चिप सिंक्रनाइज़ेशन, पावर अनुक्रम आदि 14 मद। चिप के आसपास का सर्किट सामग्री मिलने के बाद बनाया जाएगा। बड़े पैमाने पर उत्पादन की स्थिति उत्पाद पेज और परिशिष्ट में Active के रूप में देखी गई। असत्यापित
वैकल्पिक चिप संयोजन (ADI ADAS1000 + ADAS1000-2) से अंतर की तुलना कर रखी है। विनिर्देश AFE159RP8 है, इसलिए चिप नहीं बदली जाएगी।
LTC1760 की वर्तमान उत्पादन स्थिति, बैटरी पैक संपर्क·संचार शर्तें, कुछ निष्क्रिय पुर्ज़ों की डेटाशीट असत्यापित
SoM के आंतरिक पावर चिप और एडाप्टर का हल्के लोड पर शोर असत्यापित
अगला वास्तविक मापन: जीवन-अंत पैक अनुकरण 24 घंटे · श्रव्य शोर · आइलैंड करंट · बैकलाइट चमक · इंटरलॉक सत्य तालिका · AC लौटने पर स्वतः पुनः आरंभ · आइसोलेशन लीकेज · थर्मल संतुलन