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双腔起搏系统是指心房和心室均植入起搏导线。与VVI起搏的区别在于，VVI只能起搏心室，双腔起搏器能保持房室顺序起搏，又称全自动起搏器（DDD）。双腔起搏器的时间间期比较复杂，包括以下内容。
低限频率（lower rate limit，LRL），又称基础频率，在没有自身心房激动时起搏器起搏心房的最低频率（图2-10）。
图2-10 低限频率
上限频率又称上限跟踪频率，心室跟踪心房的最高起搏频率。它反映了与一个感知的或起搏的心室波之间最短的起搏间期（图2-11）。
又称房室间期（AV间期），相当于自然的PR间期。它是指一个感知的或起搏的心房事件（心房波）与继之出现的心室起搏之间的间期（图2-12）。AV间期可以分别程控为：①感知的AV间期（SAV），一个感知的P波到触发心室脉冲之间的间期；②起搏的AV间期（PAV），起搏的心房刺激信号至触发心室脉冲之间的间期。
图2-11 上限频率
SAV：感知的房室间期；VA：心房逸搏间期，起搏的或感知的心室激动到下一个心房脉冲的时间间期。
图2-12 AV延迟
PAV：起搏的房室延迟；SAV：感知的房室延迟。
双腔起搏器有心房和心室两个不应期（图2-13）。心房不应期（atrial refractory period，ARP）是发生在一个感知的或起搏的心房事件后的一段时间，在此间期内不发生心房感知。心房不应期包含AV延迟和心室后心房不应期（postventricular atrial refractory period，PVARP）。心室不应期（ventricular refractory period，VRP）是在感知的或起搏的心室事件后的一段时间，在这个间期内不发生心室感知。
空白期（blanking period）是指紧跟一个通道（心房或心室通道）释出刺激后，对侧通道发生短暂对感知信号无反应性（图2-14）。DDD起搏器的空白期在心房刺激发放时开始，而在此后很短时间便终止。有一些型号的DDD起搏器，空白期可能程控，持续时间为15～25ms。设置空白期的目的是为防止一个通道内的信号被对侧通道所感知，即防止交叉感知（crosstalk）。重要的是有了心室空白期，可防止心房事件被心室通道所感知而导致心室刺激脉冲的输出被抑制，而引起心室停搏。
图2-13 双腔起搏器的不应期
AV：房室间期；PVARP：心室后心房不应期；
ARP：心房不应期=房室间期+心室后心房不应期；VRP：心室不应期。
图2-14 双腔起搏器的空白期
心室空白期在AV延迟的最早部分。在心室空白期内，心房刺激信号的前缘被掩盖或湮灭。空白期一般历时短暂，因为心室感知线路在AV延迟间期内及时地恢复十分重要。这样，自身心室电活动如果发生AV延迟终止之前，才抑制起搏器的刺激脉冲输出，从而防止竞争。除了自身心室电活动外，其他的信号也可被心室通道感知而抑制起心室刺激脉冲输出，其中，交叉感知最为重要。尽管心房刺激信号的前缘由于心室空白期而不被感知，但发生在心室空白期之后的心房刺激信号的尾缘有时可被起搏器的心室通道所感知。对一个起搏器依赖的患者，交叉感知引起的心室输出被抑制将导致心室停搏，这对患者是有害的。因此，某些起搏器制造厂家设计了一种安全机制来防止这种有害的结局。在AV延迟间期内紧随空白期之后的短时间，设置为“交叉感知窗口”（cross talk censing window）（图2-15）。在此期间，心室感知了电信号，无法分辨是交叉感知还是自身心室电活动，为了避免灾难性的心室停搏，起搏器发放一个提早的心室刺激脉冲，其AV间期仅为110ms（100～120ms），在某些双腔起搏器这个短的AV间期可程控为50～150ms。如果所感知的信号确实是交叉感知，这个提早发生心室刺激可起搏心室，从而防止心室停搏。另一方面，如果在AV延迟早期有自身心室电活动发出，起搏器释出的提早心室刺激便落入自身QRS波之内或落入心肌不应期内，不会引起心室除极（防止了竞争），并且这个心室刺激发放的早，不会落入心室复极期内或易损期内。因此，这种设计是一个安全机制，称为“心室安全起搏”（ventricular safety pacing）、“非生理性AV延迟”（nonphysiological AV delay）或“110ms现象”（110ms phenomenon）（图2-16）。在心室空白期和非生理性AV延迟之后，心室感知线路保持可应性，任何感知的电活动将重整周期。
图2-15 交叉感知窗口
图2-16 心室安全起搏
第1,3搏为起搏器正常发放心房和心室刺激信号，AV间期为程控设置的数值，第2条AV间期为110ms，为起搏器感知心房刺激信号后，发放了心室安全起搏，其AV间期为110ms。其目的是放置交叉感知引起的心室停搏。AV：房室间期。
一般说来，上限频率是根据总的心房不应期来计算。总的心房不应期是AV延迟和PVARP之和。这是一个可以程控的参数。举例说明：程控的AV延迟为150ms，PVARP为300ms，这样总的心房不应期是150+300=450ms，相当于频率133次/min。在某些DDD起搏器，这个总的心房不应期等于上限频率。有些双腔起搏器具有独立地程控其上限频率的功能，使上限频率间期低于AV延迟与PVARP之和（以每分钟的次数计）。这两个数字间的差别决定了起搏器是发生文氏阻滞还是发生2：1阻滞。无论上述何种情况，起搏器的上限频率不能被超越，因而控制了起搏系统的最高起搏频率。图2-17为发生文氏现象的上限频率跟踪行为的示意图，图2-18为文氏现象的心电图表现。