wuyunfan测试报告

压力脉搏波测量电路测试报告生物医学工程1班3012202315吴芸帆测试结果：一．硬件部分。

1.恒流源部分：实验电路依然选用设计报告中的电路。

实验证明，传感器的电压不达到电压要求也可以工作，只是输出灵敏度的大小问题，传感器的电压越大灵敏度越高。

第一次先用LM324用12V供电，使其供电电压达到6-9V的范围内。

后来因为后续电路中都用+-5V 供电，所以尝试用+-5V 为LM324供电，实验证明传感器两端电压约为3V，整体电路放大倍数达到一定的数值，可以得到清晰的脉搏波。

2.前级放大：1.Ad测量方法：单独测前置放大部分，信号发生器的正相输出与放大器一输入端相连，反相输出与另一输入端相连并接地，示波器显示输出端信号。

Ac测量方法：单独测前置放大部分，将信号发生器的正相输出与放大器两输入端相连，反相输出接地，示波器显示输出端信号。

差模增益共模增益共模抑制比Vi 5mV 5V CMRR=20log（Ad/Ac）=84.89Vo 175.56mV 10.49mVA(Vo/Vi) 35.11 0.002输入频率10Hz的2mV正弦波，输出如下图：可以看出输出还是有一些噪声，但是这些噪声经过后续的带通滤波可以滤掉，所以前级放大倍数只要不超过30即可。

12.传感器调零后，AD620的两差动输入端输入为0，但是其输出为1.4mV，这是由器件本身造成的。

经过后级放大约为36mV，即是说在没有压力的情况下整体电路有36mV的输出，信号的参考地变为36mV。

这对于信号来说没有什么影响，所以可以忽略这个误差。

3.带通滤波：该模块与设计报告的设计方案不同，最终选用RC无源滤波构成高通滤波电路和MAX291构成低通滤波电路。

采用电路图如下：1.实际测得数据如下（输入1V频率为10Hz的正弦波，实际在示波器上显示为Vi=1.03V）：频率（HZ） 22.5 3 4 5 10 15幅值（mv）613.8 693.00 732.60 851.40 871.20 970.60 960.00Av=V o/Vi 0.60 0.67 0.71 0.83 0.85 0.94 0.9320log(Av)/dB -4.44 -3.48 -2.97 -1.62 -1.41 -0.54 -0.63频率（HZ）16 17 18 19 20 20.5 21幅值（mv）960.00 960.00 871.20 811.80 712.80 633.60 574.20Av=V o/Vi 0.93 0.93 0.85 0.79 0.69 0.62 0.5620logAv(Vo/Vi) -0.63 -0.63 -1.41 -2.05 -3.22-4.15 -5.04频率（HZ）22 23 24 25 30 50幅值（mv）455.40 376.20 277.20 217.8 99.0 79.20Av=V o/Vi 0.44 0.37 0.27 0.21 0.10 0.0820log(Av) -7.13 -8.64 -11.37 -13.56 -20 -21.942.分析：带通滤波电路的实际截止频率为3Hz和20Hz，MAX291的滤波性能很好达到了设计要求的频率范围。

高通滤波根据0.5Hz的截止频率计算得到RC的参数，但是实际电路的截止频率却为3Hz，误差由实际电路引起。

但是实际出来的波形受影响不大，所以在高通部分没有再作进一步的改进。

由上图可看出，到50Hz时已低到80mV,且滤波速度很快，说明该8阶低通滤波器性能良好，无需再加50Hz陷波电路。

3.相移特性：带通滤波在其中心频率处相移达到最大约180º，在截止频率处达到最小约为0º。

3Hz 10Hz20Hz4.后级放大：试验中发现后级放大倍数太小，脉搏波的摆幅达不到要求，前级放大倍数增加又会放大噪声，试验中将设计报告电路中的10K电阻换成5K电阻，最大放大倍数达到40倍，实际放大倍数为36.38倍。

5.整体电路幅频特性：1.输入2mV的差模信号：频率（HZ） 1 2 3 4 5 10 15幅值（v） 2.20 3.48 4.20 4.56 4.72 4.92 4.92Av=V o/Vi 1100 1740 2100 2280 2360 2460 246020log(Av)/dB 60.83 64.81 66.4467.16 67.46 67.82 67.82频率（HZ）16 17 18 19 2020.521幅值（v） 4.84 4.72 4.64 4.36 3.88 3.56 3.24Av=V o/Vi 2420 2360 2320 2180 19401780 162020logAv(Vo/Vi) 67.68 67.46 67.31 66.77 65.76 65.01 64.19频率（HZ）22 23 24 25 30 40 50幅值（v） 2.64 1.96 1.48 1.16 0.36 0.14 0.1Av=V o/Vi 1320 980 740 580 180 70 5020log(Av) 62.41 59.82 57.38 55.27 45.11 36.90 33.98 2.频带相对于单个的带通滤波电路有所扩大，不过对于设计要求来说这个微小的扩展可以接受。

6.整体电路波形：二．软件部分:1.AD采样程序：#include<reg51.h>#include <intrins.h>#include <I2C.H>#define NOP() _nop_() /* 定义空指令*/#define _Nop() _nop_() /*定义空指令*/sbit SCL=P2^1; //I2C 时钟sbit SDA=P2^0; //I2C 数据bit ack; /*应答标志位*//*******************************************************************起动总线函数函数原型: void Start_I2c();功能: 启动I2C总线,即发送I2C起始条件.********************************************************************/ void Start_I2c(){SDA=1; /*发送起始条件的数据信号*/_Nop();SCL=1;_Nop(); /*起始条件建立时间大于4.7us,延时*/_Nop();_Nop();_Nop();_Nop();SDA=0; /*发送起始信号*/_Nop(); /* 起始条件锁定时间大于4μs*/_Nop();_Nop();_Nop();_Nop();SCL=0; /*钳住I2C总线，准备发送或接收数据*/_Nop();_Nop();}/*******************************************************************结束总线函数函数原型: void Stop_I2c();功能: 结束I2C总线,即发送I2C结束条件.********************************************************************/ void Stop_I2c(){SDA=0; /*发送结束条件的数据信号*/_Nop(); /*发送结束条件的时钟信号*/SCL=1; /*结束条件建立时间大于4μs*/_Nop();_Nop();_Nop();_Nop();SDA=1; /*发送I2C总线结束信号*/_Nop();_Nop();_Nop();_Nop();}/*******************************************************************字节数据发送函数函数原型: void SendByte(UCHAR c);功能: 将数据c发送出去,可以是地址,也可以是数据,发完后等待应答,并对此状态位进行操作.(不应答或非应答都使ack=0)发送数据正常，ack=1; ack=0表示被控器无应答或损坏。

********************************************************************/ void SendByte(unsigned char c){unsigned char BitCnt;for(BitCnt=0;BitCnt<8;BitCnt++) /*要传送的数据长度为8位*/{if((c<<BitCnt)&0x80)SDA=1; /*判断发送位*/else SDA=0;_Nop();SCL=1; /*置时钟线为高，通知被控器开始接收数据位*/_Nop();_Nop(); /*保证时钟高电平周期大于4μs*/_Nop();_Nop();_Nop();SCL=0;}_Nop();_Nop();SDA=1; /*8位发送完后释放数据线，准备接收应答位*/ _Nop();_Nop();SCL=1;_Nop();_Nop();_Nop();if(SDA==1)ack=0;else ack=1; /*判断是否接收到应答信号*/SCL=0;_Nop();}/*******************************************************************字节数据接收函数函数原型: UCHAR RcvByte();功能: 用来接收从器件传来的数据,并判断总线错误(不发应答信号)，发完后请用应答函数应答从机。

********************************************************************/ unsigned char RcvByte(){unsigned char retc;unsigned char BitCnt;retc=0;SDA=1; /*置数据线为输入方式*/for(BitCnt=0;BitCnt<8;BitCnt++){_Nop();SCL=0; /*置时钟线为低，准备接收数据位*/_Nop();_Nop(); /*时钟低电平周期大于4.7μs*/_Nop();_Nop();_Nop();SCL=1; /*置时钟线为高使数据线上数据有效*/_Nop();_Nop();retc=retc<<1;if(SDA==1)retc=retc+1; /*读数据位,接收的数据位放入retc中*/_Nop();_Nop();}SCL=0;_Nop();_Nop();return(retc);}/********************************************************************应答子函数函数原型: void Ack_I2c(bit a);功能: 主控器进行应答信号(可以是应答或非应答信号，由位参数a决定) ********************************************************************/ void Ack_I2c(bit a){if(a==0)SDA=0; /*在此发出应答或非应答信号*/else SDA=1;_Nop();_Nop();_Nop();SCL=1;_Nop();_Nop(); /*时钟低电平周期大于4μs*/_Nop();_Nop();_Nop();SCL=0; /*清时钟线，钳住I2C总线以便继续接收*/ _Nop();_Nop();}#include<reg51.h>#include <I2C.H>#include<stdio.h>#define PCF8591 0x90 //PCF8591 地址void delay(unsigned int i);//函数声明unsigned char AD_CHANNEL;unsigned char D[20];unsigned int a;/******************************************************************* ADC发送字节[命令]数据函数*******************************************************************/ bit ISendByte(unsigned char sla,unsigned char c){Start_I2c(); //启动总线SendByte(sla); //发送器件地址if(ack==0)return(0);SendByte(c); //发送数据if(ack==0)return(0);Stop_I2c(); //结束总线return(1);}/******************************************************************* ADC读字节数据函数*******************************************************************/ unsigned char IRcvByte(unsigned char sla){ unsigned char c;Start_I2c(); //启动总线SendByte(sla+1); //发送器件地址if(ack==0)return(0);c=RcvByte(); //读取数据0Ack_I2c(1); //发送非就答位Stop_I2c(); //结束总线return(c);}//******************************************************************/main(){SCON = 0x50; //REN=1允许串行接受状态，串口工作模式2TMOD|= 0x20; //定时器工作方式2PCON|= 0x80; //波特率提高一倍TH1 = 0xF3; // //baud*2 /* 波特率4800、数据位8、停止位1。