生物电放大器 - 心电图(ECG)前置放大器

生物电放大器 - 心电图(ECG)前置放大器

*******信息工程与自动化学院学生实验报告

（******* 学年第一学期）

课程名称：生物医学电子学开课实验室：******* 200******* 年 ******* 月

******* 日

一、实验目的

1、掌握三运算放大器组成差动放大器的原理；

2、掌握元器件参数变化对放大器性能指标的影响；

3、加深对生物电信号和生物电放大器的理解。

二、实验原理

图2-1 实验二三电极心电前置放大器

如图2-1所示，是典型的三运算放大器组成的差动放大器，根据A 1、A 2、A 3的理想特性，R 5、R 6、R 7中的电流相等，得到

U o 1-U i 1

R 5

=

U i 1-U i 2

R 7R 5R 7R 5R 7

=

U i 2-U o 2

R 6

从而导出（R 6=R5）

(U o 1-U i 1) =(U i 2-U 02) =

(U i 1-U i 2) (U i 1-U i 2)

以上二式相加得

(U o 1-U o 2) =(1+

2R 5R 7

)(U i 1-U i 2)

注意到

U o =-

R 10R 8

(U o 1-U o 2)

则其差模增益为

A d =

U o U i 2-U i 1

=R 10R 8

(1+

2R 5R 7

)

只要调节R 7，就可改变三运算放大器的增益，而不影响整个电路的对称性。三运算放大器组成差动放大器具有高共模抑制比、高输入阻抗和可变增益等一系列优点，它是目前最典型的生理参数测量用的前置放大器，且已在各类生物医学仪器中获得广泛应用

三、实验内容及步骤

1、用EWB 软件按图2-1三电极心电前置放大器电路图接线、设置各元器件参数、创建电路，接入示波器、，并保存电路；

2、激活仿真电路，用示波器、万用表，观察波形、读取实验数据，并记录于表2-1中；

3、计算放大倍数，并记录于表2-2中；

4、将模拟正弦输入信号调整为零（Vi=0），测量出此时的输出电压（零漂）；改变R11的数值使其零点漂移最小、记录下R11的数值；将三只运算放大器改设为理想运算放大器，记录有关数据、填入表2-3。

四·实验结果记录及分析总结

表2-1三电极心电前置放大器实验记录表

截图1：

截图2：

表2-2

放大倍数的理论计算如下：

R +R 7+R 6R 1022K +2K +22K 10K

A=5==23

2K 10K R 7R 8

表2-3

1 、如何调节三运算放大器的增益？如电阻R 11存在0.1%的误差，对放大器有何影响？答：在本实验中，放大器的增益由R5、R6、R7、R8、R10几个电阻决定，公式如下：

R 5+R 7+R 6R 10

A=

R 7R 8

，所以要调节增益的话，调节R7的阻值即可。根据表2-3的实验结

果可知，如果R11的阻值改变的话，就会影响放大器的零漂。如果是电阻R11增大

0.1%，则零漂为-376.4uv ，如果是电阻R11减小0.1%，则零漂为3.978mv 。 2、电路中

氖灯的作用是什么？说明稳压二极管D 1、D 2的作用。

答：电路中氖灯的作用是保护作用，当两端的电压低于击穿电压时，氖灯的电阻接近

于无穷，它对电路没有负载影响，当两端的电压超过其击穿电压，则氖灯迅速导通，使其

两端的电压降低趋于零，从而保护了放大器。D1、D2的作用是限制电压表两端的电压，起到保护电压表的作用。

实验总结：

本次实验的目的是对仪用放大器应用的掌握，该放大器具有输入阻抗大，输出阻抗低

等许多优点，而且其放大倍数易于调节，只用调节一个电阻即可。在实验过程中, 首先碰

到的问题就是电路图的连接，主要是因为ewb 软件的应用不熟悉，不过最后还是解决了这个问题，其次碰到的问题就是通过改变R 11的值来改变放大器的零漂问题，需要调试很

多次，才能使放大器的零漂达到最小，我通过多次的调节最后将零漂调到了实验要求的值，总之，实验过程中要特别的细心和耐心，才能得到预期的实验结果。