心电信号放大器设计

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心电信号浮地放大器的设计

心电信号浮地放大器的设计摘要心电现象是人体生命活动的基本属性之一，它是反映人体生理状态的一种重要信息，心电图在医学上被广泛运用。

心电信号属于低频的微弱信号，为了对其进行处理和显示，必须将其放大到适当的幅度。

该论文分析了心电信号放大器的安全性、共模抑制比、输入阻抗、抗干扰能力与输入噪声等性能指标，讨论了心电信号放大器的发展趋势，以光电耦合方式作为本课题的研究方向，提出了一个心电信号浮地放大器的设计方案。

在该课题中，完成了心电信号浮地放大器的单元电路设计，包括前置放大电路、高通滤波器、50Hz陷波器、光电耦合隔离电路、低通滤波器、后级放大电路与浮地电源，并制作成一个实验装置。

通过对电路的仿真和实验装置的测试，检测了所设计的心电放大器的通频带、50Hz陷波、共模抑制比、输入阻抗与增益等主要性能指标，根据检测结果对所设计的电路进行了分析评价。

关键词：心电信号，浮地放大器，隔离，光电耦合ABSTRACTElectrocardio one of the basic attributes of human life, it reflects an important information of the physiological state. ECG has been widely used in medicine. Electrocardiosignal is a weak low-frequency signal, in order to process and display, it must be enlarged to the appropriate rate. This article analyzes performance indicators of electrocardiosignal amplifier, included safety, common mode rejection ratio, input impedance, anti-interference ability input noise etc. It discusses the development trend of electrocardiosignal amplifier, and with photocoupling for the subject of this research, gives a design of electrocardiosignal isolation amplifier.In this task, it has completed the design of unit circuits for electrocardiosignal isolation amplifier, including the pre-amplifier, high-pass filter, 50Hz notch filter, photocoupling isolation circuits, low-pass filter, after-class amplifier circuit and floating power supply, and an experimental device has been made. With simulation for the circuit and test for the experimental device, it detects the major performance indicators of the electrocardiosignal isolation amplifier designed in this task, including pass band, 50Hz Notch, common mode rejection ratio, input impedance, gain etc. According to test results, it gives analysis and evaluation to the circuit.Key words：electrocardiosignal, isolation amplifier, isolation, photocoupling目录中文摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)1绪论 (1)1.1 心电介绍 (1)1.2 心电图仪发展简史 (2)1.3心电图与心电图机的应用 (3)1.4心电图与心电图机的发展趋势 (4)1.5 心电信号放大器 (5)1.5.1 心电放大器的意义 (5)1.5.2 心电信号放大器的发展 (5)1.5.3 心电信号浮地放大器 (5)2 总体设计 (7)2.1 心电放大器的性能指标 (7)2.2 选择隔离方式 (8)2.3 确定功能模块 (8)2.4 系统框图 (9)3 单元电路设计 (11)3.1 前置级 (11)3.2 高通滤波器 (13)3.3 50Hz陷波器 (13)3.4 隔离电路 (15)3.5 后级放大电路 (18)3.6 浮地电源 (19)4 系统测试 (21)4.1 前置级 (21)4.2 滤波电路 (22)4.3 50Hz陷波器 (23)4.4 隔离电路 (24)4.5 后级放大电路 (24)4.6 系统参数 (25)5 分析与总结 (26)5.1 课题设计分析 (26)5.2 装置优化的方向与应用 (26)6 致谢 (27)参考文献 (28)附录A：元器件清单 (31)附录B：系统总电路图 (31)1 绪论1.1 心电介绍心脏是循环系统中重要的器官。

心电放大器的设计与仿真

电子线路CAD短学期设计报告学院：电子信息学院学号： ********班级： 15040211姓名：***日期： 2017年3月11日一、实验目的通过一个实例来说明Pspice对设计方案和具体电路进行分析的过程，理解电路的自上而下的设计方法。

二、实验原理设计一个心电图信号放大器。

已知:(1）心电信号幅度在50μV～5mV之间，频率范围为0.032Hz～250Hz。

(2）人体内阻、检测电极板与皮肤的接触电阻(即信号源内阻)为几十千欧。

(3）放大器的输出电压最大值为-5V～+5V。

1、确定总体设计目标由已知条件（1)可知该放大器的输入信号属于微弱信号,所要求的放大器应具有较高的电压增益和低噪声、低漂移特性。

由已知条件（2)可知,为了减轻微弱心电信号源的负载,放大器必须有很高的输入阻抗。

另外，为了减小人体接收的空间电磁场的各种信号(即共模信号)，要求放大器应具有较高的共模抑制比。

因此，最后决定的心电放大器的性能指标如下：差模电压增益：1000(5V/5mV)；差模输入阻抗： >10MΩ；共模抑制比：80dB；通频带：0.05Hz～250Hz。

2、方案设计根据性能指标要求,要采用多级放大电路，其中前置放大器的设计决定了输入阻抗,共模抑制比和噪声,可选用BiFET型运放,本设计采用了LF4111型运放(其中Avo=4 10 ,Rid≈4 10 Ω,Avc=2)，由于单极同相放大器的共模抑制比无法达到设计要求(可通过Pspice 仿真波形看出)，本设计采用了由三个LF411型运放构成的仪用放大器。

第二级放大器的任务是进一步提高放大电路的电压增益，使总增益达到1000。

其次为了消除高、低噪声，需要设计一个带通滤波器。

因为滤波器没有特殊要求，本设计可采用较简单的一阶高通滤波器和一阶低通滤波器构成的带通滤波器。

3、详细设计根据上述设计方案，确定了心电放大电路的原理图，如图5-1所示。

A1、A2、A3及相应的电阻构成前置放大器，其差模增益被分配为40，其中A1、A2构成的差放被分配为16，其计算公式为：Avd1=(Vo1-Vo2)/Vi=(R1+R2+R3)/R1，Avd2=Vo3/(Vo1-Vo2)=-R6/R4=1.6。

心电放大器的设计

2011 ~ 2012 学年第二学期《心电放大器的设计》课程设计报告题目：心电放大器的设计专业：电子信息工程班级： 10信息本1 姓名：李闯鲍学贵张力王群陈浩马力余国军朱郑指导教师：倪琳电气工程系2011年5月12日1、任务书摘要心脏病已成为危害人类健康的主要疾病之一。

据统计，心血管疾病是威胁人类生命的主要疾病，世界上心脏病的死亡率仍占首位。

因此，对心血管疾病的诊断、治疗一直被世界各国医学界所重视，准确地进行心电信号提取，为医生提供有效的辅助分析手段是重要而有意义的课题。

随着电子技术的迅速发展，医用电子监护系统近年来己在临床诊断中逐渐应用。

针对心电信号的特点进行心电信号的采集、数据转换模块的设计与开发。

设计一种用于心电信号采集的电路。

人体的心电信号是一种低频率的微弱信号，由于心电信号直接取自人体，所以在心电采集的过程中不可避免会混入各种干扰信号。

为获得含有较小噪声的心电信号，需要对采集到的心电信号做降噪处理。

目前对心电信号的降噪有多种方法，本文主要从滤波的方面介绍将噪声从信号中分离。

关键词：心电信号采集，降噪，多级放大，电源电路目录第一章绪论 (5)第二章研究基础 (6)2.1 人体心电信号的产生机理 (6)2.2 ECG的作用第三章硬件电路设计 (7)3.1 心电信号采集电路的设计要求 (7)3.2 心电采集电路总体框架 (7)3.3 采集电路模块 (9)3.3.1前置放大电路设计 (9)3.3.3滤波电路设计 (11)3.4电平抬升电路 (14)3.5 心电信号的50Hz带阻滤波器设计 (14)3.6电源电路设计 (15)第四章仿真 (7)第五章结论 (7)第六章参考文献 (7)第七章附录 (7)第一章绪论心脏是人体血液循环的动力泵，心脏搏动是生命存在的重要标志，心脏搏动的节律也是人体生理状态的重要标志之一。

心脏的基本活动包括电活动和机械活动，每个心动周期都是电活动在前，机械活动在后。

心电信号是心脏电活动的一种客观表示方式，是一种典型的生物电信号，具有频率、振幅、相位、时间差等特征要素，比其他生物电信号更易于检测，并具有一定的规律性。

心电放大器(交流供电)设计报告

心电放大器（交流供电）设计报告
3004202336-1-张路遥
技术指标：
输入阻抗>1MΩ
输入端短路噪声电压峰-峰值（P-P）<=10uV
CMRR>=60db
电压增益：>=1000倍
50HZ干扰抑制滤波器：>=20dB
带宽：0.05HZ~40HZ（以10HZ为基准，+0.4dB,-3.0dB）
前言：
在当今社会中,心脏病等心血管已经成为了世界范围内常见的疾病,号称“头号杀手”。

由于心脏病有突发性以及长久性，对心脏病人也需要长期的治疗和监护。

心脏是循环系统中重要的器官。

由于心脏不断地进行有节奏的收缩和舒张活动，血液才能在闭锁的循环系统中不停地流动。

心脏在机械性收缩之前，首先产生电激动。

心肌激动所产生的微小电流可经过身体组织传导到体表，使体表不同部位产生不同的电位。

如果在体表放置两个电极，分别用导线联接到心电图机(即精密的电流计)的两端，它会按照心脏激动的时间顺序，将体表两点间的电位差记录下来，形成一条连续的曲线，这就是心电图。

一种心电信号采集放大电路的简单设计方法

一种心电信号采集放大电路的简单设计方法
心电信号采集放大电路是一种将人体心脏电信号放大的电路，一般采用放大器、滤波器、隔离器等组成。

以下为一种简单的设计方法：
1. 选择放大器芯片
选择一个合适的放大器芯片，一般选用高质量低噪声的运放芯片，如AD620、AD8226等。

这些芯片具有高增益、低噪声等特点，适合于心电信号的放大。

2. 设计放大器电路
使用选择的芯片设计放大器电路，将心电信号输入放大器的非反馈端，输出连接到反馈端。

可以根据需要调整电阻和电容值来获得合适的增益和滤波效果。

一般放大倍数在100-1000之间。

3. 加入滤波器电路
由于心电信号存在很多干扰信号，所以需要加入滤波器来滤除掉干扰信号，使得输出信号更加可靠。

常用的滤波器如低通滤波器、带通滤波器等。

4. 设计隔离器电路
为了避免放大电路与其他电路之间的交叉干扰，需要加入隔离
器电路，将输入和输出信号隔离开。

一般采用光电耦合器或变压器等。

5. 验证电路性能
制作完成后，需要对电路的性能进行验证。

可以使用示波器、信号发生器等测试设备来检测电路的增益、频率响应等性能参数，以确保电路可靠度、准确性和稳定性。

通过以上简单方法，可以设计一款高质量的心电信号采集放大电路。

心电放大器(交流供电)设计报告

心电放大器（交流供电）设计报告3004202336-1-张路遥技术指标：输入阻抗>1MΩ输入端短路噪声电压峰-峰值（P-P）<=10uVCMRR>=60db电压增益：>=1000倍50HZ干扰抑制滤波器：>=20dB带宽：0.05HZ~40HZ（以10HZ为基准，+0.4dB,-3.0dB）前言：在当今社会中,心脏病等心血管已经成为了世界范围内常见的疾病,号称“头号杀手”。

由于心脏病有突发性以及长久性，对心脏病人也需要长期的治疗和监护。

心脏是循环系统中重要的器官。

由于心脏不断地进行有节奏的收缩和舒张活动，血液才能在闭锁的循环系统中不停地流动。

心脏在机械性收缩之前，首先产生电激动。

心肌激动所产生的微小电流可经过身体组织传导到体表，使体表不同部位产生不同的电位。

图1标准的心电图心电图是检查心脏情况的一个重要方法，其应用范围包括以下几个方面：(1)分析与鉴别各种心律失常。

(2)查明冠状动脉循环障碍。

(3)指示左右房窜肥大的情况，协助判别心瓣膜病、高血压病、肺源性及先天性心脏病的诊断。

(4)了解洋地黄中毒、电解质紊乱等情况。

(5)心电监护已广泛应用于手术、麻醉、用药观察、航天、体育等的心电监测以及危重病人的抢救。

本设计为交流供电的心电放大器，是适用于临床监护的普通心电图机。

系统设计：总体介绍心电信号十分微弱，常见的心电频率一般在0—100Hz之间，能量主要集中在17Hz附近，幅度小于5mV，心电电极阻抗较大，一般在几十千欧以上。

在检测生物电信号的同时存在强大的干扰，主要有电极极化电压引起基线漂移，电源工频干扰(50Hz)，肌电干扰(几百Hz 以上)，临床上还存在高频电刀的干扰。

电源工频干扰主要是以共模形式存在，幅值可达几V甚至几十V，所以心电放大器必须具有很高的共模抑制比。

心电信号放大电路

浅谈滤波器在心电信号放大电路中的应用1 实验目的与意义心电信号十分微弱，一般在0.05-100Hz之间，幅度小于5mv。

在检测心电信号的同时存在着极大的干扰。

心电波仪器通过传感系统把心脏跳动信号转化为电压信号波形，一般为微伏到毫伏数量级。

这是需经过信号放大才能驱动测量仪表把波形绘制出来。

本实验通过应用运算放大器设计心电放大电路，目的是可以实现有效滤除与心电信号无关的高频信号，通过系统，可以得到放大，无干扰的心电信号。

本实验将就心电放大电路中的滤波器部分进行重点研究，采用multisim10.1进行仿真，分析其实现的功能以及所起的作用。

心电信号放大电路的其余部分将做简要介绍。

2 心电放大电路工作原理心电信号放大电路原理流程图2.1前置放大电路放大微弱的心电信号。

具有高输入阻抗、高共模抑制比、低噪声、低漂移、具有一定的电压放大能力的特点。

2.2高通滤波电路通过频率大于0.05Hz的信号，排除低频信号干扰。

2.3低通滤波电路通过频率低于100Hz的信号，排除高频信号干扰。

2.4带阻滤波电路有效阻断工频为50Hz的信号干扰。

2.5电压放大电路对处理过的心电信号进行放大，以便能够观察出微弱的心电信号。

3 技术指标信号放大倍数：1000倍输入阻抗：≥10MΩ共模抑制比：K cmr≥60dB频率响应：0.05-100Hz信噪比：≥40dB4心电放大电路介绍与分析4.1前置放大电路可应用AD620来设计放大电路，设计图如下根据心电信号特点，前置放大电路具有以下特点：1）高输入阻抗：被提取的心电信号是不稳定的高内阻源的微弱信号，为了减少信号源内阻的影响，应提高放大电路的输入阻抗。

2）高共模抑制比：人体所携带的工频干扰以及所测量的参数以外的生理作用的干扰，一般为共模干扰，前置级须采用共模抑制比高的差动放大电路，以减少共模干扰。

3）低噪声，低漂移：使其对信号源影响小，输出稳定。

此放大电路可实现增益1-1000倍的调节。

心电信号检测放大器实验报告

心电信号检测放大器实验报告直流供电天津大学精密仪器与光电子工程学院2004级生物医学工程1班贾乾3004202314第一章前言心脏是人体血液循环系统中的重要器官，依靠它的节律性搏动，血液才能在闭锁的循环系统中不停地流动，使生命得以维持。

它的活动正常与否直接关系到人的生命安全。

人们不能凭着直观判断心脏健康与否，而是需要精确的仪器加以测量，通过对测得的心电波进行分析比较，最后做出诊断。

心电图典型波形如下图所示：心脏的生理功能与心电图存在着密切的有机联系，心脏生理功能失常许多可以从心电图中反映出来，这就是心电图为什么能得到广泛应用的原因，主要应用有：1．分析与鉴别各种心率失常。

2．一部分冠状循环功能障碍或急性所引起的心肌病变。

3．判断心脏药物治疗或其他疾病的药物治疗对心脏功能的影响。

4．指示心脏房室肥大情况，从而协助各种心脏疾病的诊断。

等等。

在国内外，关于心电图机的发展都经过了一段相当长的时间，目前对于心电图机的发展都经过了一段相当长的时间，目前对于心电图机的研制已经达到了一个相当高的水平。

尽管这样，在心电信号处理的方法和自动分析手段都存在着很多缺点，心电特征波形分析定位结果并不尽如人意，从理论上还有创新的余地。

第二章总体设计一．心电信号的基本特征：心电信号是一种较微弱的体表电信号，成年人的幅值约为0.5～4mV，频率在0.01~250Hz范围内，属于低频率，低幅值信号。

为了获得清晰而良好的心电波信号，中华人民共和国医药行业标准YY1139―2000对心电图机提出各种技术要求，主要有：1．输入阻抗单端输入阻抗不小于2.5MΩ。

2．输入回路电流各输入回路电流不大于0.1μA。

3．定标电压有1mV±5%的标准电压，用于对心电图机增益进行校准。

4．噪声水平所有折算到输入端的噪声应小于35μV。

5．频率特性幅度频率特性：以10Hz为基准，1Hz~75Hz（-3.0dB~+4.0dB）;6．抗干扰能力共模抑制比：KCMR>60dB以上。

十二导联心电信号放大器设计

十二导联心电信号放大器设计摘要：本文介绍了心电图机及标准十二导联，根据“YY 1139-2000 单道和多道心电图机行业标准”，提出了心电信号放大的技术指标。

并采用以AD620及OP2335为核心的信号放大器来实现心电信号的放大，还设计了右腿驱动电路、低通滤波放大电路、0.05Hz高通滤波器电路及50Hz陷波电路，是一种实用的心电信号前端采集放大电路。

关键词：心电图；前置放大；YY1139-2000 标准1 引言1.1心电图介绍在当今社会中,心脏病等心血管已经成为了世界范围内常见的疾病,号称“头号杀手”。

由于心脏病有突发性以及长久性，对心脏病人也需要长期的治疗和监护。

心脏是循环系统中重要的器官。

由于心脏不断地进行有节奏的收缩和舒张活动，血液才能在闭锁的循环系统中不停地流动。

心脏在机械性收缩之前，首先产生电激动。

心肌激动所产生的微小电流可经过身体组织传导到体表，使体表不同部位产生不同的电位。

图2.1 标准的心电图心电图是检查心脏情况的一个重要方法，其应用范围包括以下几个方面：1) 分析与鉴别各种心律失常。

2) 查明冠状动脉循环障碍。

3) 指示左右房窜肥大的情况，协助判别心瓣膜病、高血压病、肺源性及先天性心脏病的诊断。

4) 了解洋地黄中毒、电解质紊乱等情况。

5) 心电监护已广泛应用于手术、麻醉、用药观察、航天、体育等的心电监测以及危重病人的抢救。

心电图机是诊断心脏病的重要仪器之一，能够为医生提供最直观的心电波形。

欧美国家已经普遍使用十二导心电图机。

十二导联心电图同步记录能客观表达各波、段和间期，可以对早博、心动过速、预激综合征、束支阻滞及分支阻滞等进行定位诊断与鉴别诊断；将心电数据存入数据库，可以进行各种电参数的统计学处理，为临床医疗和科研工作带来了极大便利。

心电信号放大器设计

心电信号放大器设计首先，心电信号放大器的设计需要选择合适的放大器电路结构。

常用的放大器电路结构有运算放大器反相放大器电路和差分放大器电路。

运算放大器反相放大器电路通过负反馈调节放大倍数，能够有效地抑制噪声，但需要注意其供电电压和输入电压的范围。

差分放大器电路可以消除共模干扰，适用于高精度的心电信号放大器设计。

其次，心电信号放大器的设计需要选择合适的放大倍数。

心电信号的幅值通常很小，一般在几微伏到几十微伏之间。

为了能够观测和分析心电信号，通常需要将其放大数倍。

但是放大倍数过大会使得放大器对干扰信号更加敏感，因此需要在放大倍数和信噪比之间进行平衡。

此外，心电信号放大器的设计还需要考虑到信号频率范围。

心电信号的频率范围通常在0.05Hz到100Hz之间，因此放大器的截止频率应该在这个范围内。

为了防止高频噪声的影响，可以在放大器电路中添加低通滤波器来滤除高频噪声。

另外，心电信号放大器的设计还需要考虑到输入阻抗和共模抑制比。

输入阻抗应该足够高，以确保不损失心电信号的幅值。

共模抑制比指的是放大器对共模干扰的抑制能力，应该足够高以保证仪器的精度和准确性。

最后，心电信号放大器设计还需要考虑到安全性。

心电信号放大器通常需要与人体接触，因此必须满足医疗器械的安全标准。

设计中需要考虑到输入信号的电离辐射、耐久性和防护等因素，并采取相应的安全措施。

综上所述，心电信号放大器设计需要考虑到放大器电路结构、放大倍数、频率范围、输入阻抗、共模抑制比和安全性等因素。

通过合理的设计和调试，可以得到准确、稳定且安全的心电信号放大器，为心电信号的观测和分析提供有力支持。

一种心电信号采集放大电路的简单设计方法.

1 人体心电信号的特点心电信号属生物医学信号，具有如下特点：(1)信号具有近场检测的特点，离开人体表微小的距离，就基本上检测不到信号；(2)心电信号通常比较微弱，至多为mV量级；(3)属低频信号，且能量主要在几百赫兹以下；(4)干扰特别强。

干扰既来自生物体内，如肌电干扰、呼吸干扰等；也来自生物体外，如工频干扰、信号拾取时因不良接地等引入的其他外来串扰等；(5)干扰信号与心电信号本身频带重叠(如工频干扰等)。

2 采集电路的设计要求针对心电信号的上述特点，对采集电路系统的设计分析如下：(1)信号放大是必备环节，而且应将信号提升至A／D输人口的幅度要求，即至少为“V”的量级；(2)应尽量削弱工频干扰的影响；(3)应考虑因呼吸等引起的基线漂移问题；(4)信号频率不高，通频带通常是满足要求的，但应考虑输入阻抗、线性、低噪声等因素。

3 采集电路设计分析过程3．1 前级放大电路设计由于人体心电信号的特点，加上背景噪声较强，采集信号时电极与皮肤间的阻抗大且变化范围也较大，这就对前级(第一级)放大电路提出了较高的要求，即要求前级放大电路应满足以下要求：高输入阻抗；高共模抑制比；低噪声、低漂移、非线性度小；合适的频带和动态范围。

为此，选用Analog公司的仪用放大器AD620作为前级放大(预放)。

AD620的核心是三运放电路(相当于集成了三个OP07运放)，其内部结构如图1所示。

该放大器有较高的共模抑制比(CMRR)，温度稳定性好，放大频带宽，噪声系数小且具有调节方便的特点，是生物医学信号放大的理想选择。

根据小信号放大器的设计原则，前级的增益不能设置太高，因为前级增益过高将不利于后续电路对噪声的处理。

根据上面的分析，前级放大电路按图2设计，并先运用Multisim 2001仿真。

仿真过程采用O．5 MV，1．2 Hz的差分信号源为模拟心电输入来模拟电路的放大过程，结果满足要求。

3．2 次级放大电路(信号放大)第二级放大电路主要以提高增益为目的，选用普通的AD OP07即可满足要求。

心电放大器设计的报告

心电放大器设计的报告1.引言心血管疾病是人类死亡的主要疾病之一,许多患者心脏病发作后由于未能及时发现和抢救极易发生死亡。

然而由于心律失常的出现常常是偶发的,使用通常的心电图机等短程分析方法不易发现,现在较为有效的方法就是采用记录24小时以至更长时间的心电图并加以分析以期捕捉到心律失常波形。

本文研究设计了一种低功耗、结构简单、性价比高的心电放大器,在此基础上可研制出便携式动态心电记录仪。

该仪器的最大优点是电路简单、实用、低功耗且成本低廉,对各中小型医院的危重病人的抢救和家庭监护有较好的实用价值。

2.系统概述:在进行系统介绍之前,要明白的几个概念:心电图心脏是循环系统中重要的器官。

由于心脏不断地进行有节奏的收缩和舒张活动,血液才能在闭锁的循环系统中不停地流动。

心脏在机械性收缩之前,首先产生电激动。

心肌激动所产生的微小电流可经过身体组织传导到体表,使体表不同部位产生不同的电位。

如果在体表放置两个电极,分别用导线联接到心电图机(即精密的电流计)的两端,它会按照心脏激动的时间顺序,将体表两点间的电位差记录下来,形成一条连续的曲线,这就是心电图。

如图1各种各样的心电图:心电放大器设计报告a. 标准的心电图心电放大器设计报告b.带噪声的正常心电图心电放大器设计报告c. 右心室肥厚 Right Ventricular Hypertrophy图1 正常与病态心电图心电图可分为普通心电图、24小时动态心电图、His束电图、食管导联心电图、人工心脏起搏心电图等。

应用最广泛的是普通心电图及24小时动态心电图。

心电导联为了记录心电,将探测电极安置于体表相隔一定距离的两点,此两点即构成一个导联,两点的连线代表连轴,具有方向性。

临床常用的导联方式有肢体导联和胸前导联,肢体导联又有标准导联和加压单极肢体导联之分。

临床中广泛应用的是标准十二导统,分别记为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个标准导联,aVR、aVL、aVF三个加压导联以及V1-V6六个胸极导联。

模电——低功耗心电放大器设计报告

模拟电子电路设计—-低功耗心电放大器设计报告学院：电气工程学院班级：姓名：学号: 1412021061日期: 2016 .7。

11。

概述心脏是循环系统中重要的器官.由于心脏不断地进行有节奏的收缩和舒张活动，血液才能在闭锁的循环系统中不停地流动。

心脏在机械性收缩之前,首先产生电激动。

心肌激动所产生的微小电流可经过身体组织传导到体表，使体表不同部位产生不同的电位.如果在体表放置两个电极，分别用导线联接到心电图机(即精密的电流计)的两端，它会按照心脏激动的时间顺序，将体表两点间的电位差记录下来,形成一条连续的曲线，这就是心电图。

基本心电图如上所示，包含如下几个波段：P波――两心房除极时间P-R间期――心房开始除极至心室开始除极时间QRS波群――全心室除极的电位变化ST段――心室除极刚结束尚处以缓慢复极时间T波――快速心室复极时间2。

设计背景心电放大器是一种常见的生物电放大仪器，在如今已经得到了广泛的应用,并已经研发出了便携家用的医疗仪器。

心电放大器可以实时观测被测者的心电信号,有助于病征的观测，并能辅助诊断。

心电放大器作为精密医疗仪器,在现代的应用越来越广泛，低成本是它的一个重要趋势。

心电信号有几个显著的特点.1)心电信号很微弱，其幅值为10μV（胎儿)—4mV（成人），放大倍数约为500~1000倍；2)频率很低，约为0。

05Hz—75Hz，能量主要集中在17Hz附近;3)有很强的随机性，并不稳定。

4)人体作为信号源，本身内阻很大。

5)干扰多。

如肌电等人体噪声，以及在心电放大器中不可避免的工频等设备噪声。

3。

设计意义1)对心律失常和传导障碍具有重要的诊断价值；2)对心肌梗塞的诊断有很高的准确性,它不仅能确定有无心肌梗塞，而且还可确定梗塞的病变期部位范围以及演变过程；3)对房室肌大、心肌炎、心肌病、冠状动脉供血不足和心包炎的诊断有较大的帮助；4)能够帮助了解某些药物（如洋地黄、奎尼丁）和电解质紊乱对心肌的作用.4。

基于AD620的直流心电放大器设计报告

基于AD620的直流心电放大器设计报告学院：信息科学技术学院专业：10级电子信息工程学号：2010162067指导老师：冉伟刚姓名：张忠基于AD620的直流心电放大器设计报告一．概述心脏是循环系统中重要的器官。

由于心脏不断地进行有节奏的收缩和舒张活动，血液才能在闭锁的循环系统中不停地流动。

心脏在机械性收缩之前，首先产生电激动。

心肌激动所产生的微小电流可经过身体组织传导到体表，使体表不同部位产生不同的电位。

基本心电图如上所示，包含如下几个波段：P波――两心房除极时间P-R间期――心房开始除极至心室开始除极时间QRS波群――全心室除极的电位变化ST段――心室除极刚结束尚处以缓慢复极时间T波――快速心室复极时间本设计由于采用直流供电，功耗较小。

所以可以向着小型化，便携化发展，具有较高的应用价值。

二系统设计心电信号十分微弱，频率一般在0.5—100Hz之间，能量主要集中在17Hz附近，幅度大约在10uV（胎儿）～5mV（成人）之间，所需放大倍数大约为500-1000倍。

而50hz工频信号，极化电压，高频电子仪器信号等等干扰要求心电信号在放大的过程中始终要做好噪声滤除的工作，以下便给出一个整体化框图，力图从多个方面削减这些干扰。

三具体实现1. 导联输入：导联线又称输入电缆线。

其作用是将电极板上获得的心电信号送到放大器的输入端。

心脏电兴奋传导系统所产生的电压是幅值及空间方向随时间变化的向量。

放在体表的电极所测出的ECG信号将随不同位置而异。

心周期中某段ECG描迹在这一电极位置不明显，而在另一位置上却很清楚。

为了完整描述心脏的活动状况，应采用多电极导联方式测量心电信号，基于现在的实验条件及要求，选择3导联方式：左臂（LA），右臂（RA）以及右腿（RL）。

心电放大器

心电放大器心电放大器一、设计目的1.1学习三运放电路工作原理与设计方法;1.2 学习差模信号与共模信号;1.3熟悉巴特沃兹低通滤波器的设计。

二、设计内容与要求2.1设计心电放大电路，技术指标如下：2.1.1差模放大倍数AVD=100;2.1.2共模抑制60dB;2.1.3通频带0~30Hz。

2.1.4阻带截止深度40dB.三、心电放大器基本原理心电放大器即心电图( Electrocardiogram) 信号放大器。

将Ag2AgCI 电极贴在病人左臂、右臂和大腿上,从体表获得的心电信号经集成运放CF318 构成的前置放大器放大后,再经滤波处理,然后进入ADC 进行模数转换,送记录仪或液晶显示。

因此一高阻抗、高增益的放大器是准确获取心电信号的关键。

确定心电放大器的性能指标(1) 人体心电信号幅度一般在50μV～5 mV ,属于微弱信号,放大器输出信号一般在- 5～ + 5V ,因此,要求放大器的差模电压增益为100左右;(2) 信号的频率范围(通频带) 一般为0-30Hz;(3) 人体内阻、检测电极与皮肤的接触电阻为信号源内阻,阻值一般为几十kΩ ,为了减轻微弱心电信号源的负载,要求放大器的差模输入阻抗大于10 MΩ;(4) 人体相当于一个导体,将接收空间电磁场的各种干扰信号,它们对放大器来说相当于共模信号,因此放大器的共模抑制比为60dB;(5) 要求具有低噪声和低漂移特性。

微小信号的放大方案设计:(1)采用多级集成运放实现差模电压的高增益,且各级增益均衡分配。

(2)三运放放大电路：由于输入阻抗、共模抑制比和噪声主要取决于前级,因此输入级采用集成运放CF318构成前置放大器,该运放能实现高输入阻抗和低噪声。

该放大电路分两级，第1 级:A1 、A2 及相应电阻构成前置放大器。

第二级采用差分式放大电路实现信号放大。

两级总的放大倍数为5倍。

电路图如下：该电路输出特性为：当 =100k, =k=51k, = =100k时，Vo=-5Vi该放大器第一级是具有深度电压串联负反馈的电路，所以它的输入电阻很高。

心电放大器(交流供电) 设计报告

心电放大器(交流供电)设计报告一心电简介1 心电的产生及心电检测心脏周围的组织和体液都能导电，因此可将人体看成为一个具有长、宽、厚三度空间的容积导体。

心脏好比电源，无数心肌细胞动作电位变化的总和可以传导并反映到体表。

在体表很多点之间存在着电位差，也有很多点彼此之间无电位差是等电位的。

心脏在每个心动周期中，由起搏点、心房、心室相继兴奋，伴随着生物电的变化，这些生物电的变化称为心电。

2 典型心电图P波――左右心房兴奋时所产生的电位变化P-R间期――心房兴奋到心室兴奋所经历的时间QRS波群――心室兴奋传播过程中的电位变化T波――心室复极化过程的电位变化QT期间――心室去极化所用时间3 心电检测及其意义在体表放置两个电极（在心脏异侧），分别用导线联接到心电图机的两端，则按照心脏激动的时间顺序，将体表两点间的电位差记录下来，形成一条连续的曲线，这就是心电图。

对心电波形的分析在临床上有着重要意义，患心律不齐，心肌梗塞，冠状动脉功能异常，心肌障碍及心室肥大症的人，其心电波形较正常人均有较大变化。

心电监护在手术麻醉及恢复，心肺复苏以及电解质代谢紊乱的检测中也有重要意义。

二心电放大器的系统要求（1）人体心电信号幅度一般在0.5 mV—5mV，属于微弱信号，放大器输出信号一般在+5V—-5 V，因此要求放大器的差模电压增益为1000左右；（2）信号的频率范围一般为0.05—100Hz;（3）高输入阻抗。

人体内阻，检测电极与皮肤的接触电阻为信号的内阻，阻值一般为几十千欧，通过电极提前的心电信号是不稳定的高内阻源的微弱信号，为了减轻微弱心电信号的负载，要求放大器的差模输入阻抗大于10兆欧；（4）高共模抑制比CMRR。

人体相当于一个导体，将接收空间电磁场的各种干扰信号，它们对放大器来说相当于共模信号，因此，前置级必须采用CMRR 高的差动放大形式，能减少共模干扰向差模干扰的转化，一般放大器的共模抑制比为60dB以上。

；（5）要求具有低噪声和低漂移特性。

模电大作业~心电信号放大电路设计

模电大作业（二）心电信号放大电路的设计一：问题背景及总体思路：1，心电信号的特点及检测心电信号十分微弱，幅值约20μV到5mV，频率在0.05Hz-100Hz 之间，能量主要聚集在17Hz附近。

所需放大倍数大约在1000-10000倍。

心电信号取自于活体，所以信号源内阻较高，且存在着较强的背景噪声和干扰，主要是电源工作频率(50Hz)的干扰，临床上一些操作设备工作频率的干扰等，在这里我们主要考虑电源工作频率的干扰。

电源工频干扰主要是以共模形式存在，幅值可达几V甚至几十V，所以心电放大器必须具有很高的共模抑制比。

由于信号源内阻可达几十KΩ、乃至几百KΩ，所以，心电放大器的输入阻抗必须在几MΩ以上，而且KCMR也要在80dB以上。

2，设计要求及结构组成根据以上特点对心电信号放大器的要求是需要有高输入阻抗、高增益，高共模抑制比、低噪声，低漂移以及合适的通频带等。

根据题目要求，我们可以用高通滤波器、低通滤波器来保证信号带宽为0.1HZ-100HZ之间；三运放仪表放大器保证输入阻抗≥1MΩ，共模抑制比K CMR≥80dB；双T带阻滤波器用来消除50HZ工作频率的干扰；最后的电压放大器则保证了电路总增益在60-80dB之间可调。

二：电路组成：1，100Hz低通滤波器在这里我们将其内在两个电阻并联，并将电容接在运放的正相端，因为电容具有隔直通交的特性，对低频信号，电容相当于开路，信号无损输入正相端，随着频率增大，部分信号通过电容流向了地，频率越高，电容相当于短路，大部分高频信号流入了地，只有低频信号才通过正相端。

此时呈现一种通低频阻高频的特性。

取1216,10R k R k =Ω=Ω，nF C 1001= 其截止频率：011199.471002f Hz Hz R C π==≈ 仿真电路为：波特仪显示如下：2, 0.1Hz 高通滤波器直接将输入信号经过一个电容，当输入信号频率过低时，电容相当于断路，当输入高频时，电容相当于短路。