心电图仪电路设计及仿真
心电检测电路的设计报告和测试报告
心电检测电路的设计报告和测试报告一、设计报告（一）、设计目的及其意义心肌是由无数个心肌细胞组成，由窦房结发出的兴奋，按一定的途径和时程，依次向心房和心室扩布，引起整个心脏的循环兴奋。
心脏各部分兴奋过程中出现的电位变化的方向、途径、次序、和时间均有一定的规律。
由于人体为一个容积导体，这种电变化也必须扩布到身体表面。
鉴于心脏在同一时间内产生大量的电信号，因此，可以通过安放在身体表面的胸电极或四肢电极，将心脏产生的电位变化以时间为函数记录下来，这种记录曲线称为心电图，如下图所示。
心电图反映心脏兴奋的产生、传导和恢复过程中的生物电变化。
心肌细胞的生物电变化时心电图的来源，但是心电图曲线与单个心肌细胞的膜电位曲线有明显的区别。
ECG波形是由不同的英文字母统一命名的。
正常心电图由一个P波、一个QRS波群和一个T波等组成。
P波起因于心房收缩之前的心房极时的电位变化；QRS波群起因于心室收缩之前的心室除极时的收位变化；T波为心室复极时的电位变化，其幅度不应低于同一导联R波的1/10，T波异常表示心肌缺血或损伤。
ECG的持续时间由：P-R间期（或P-Q间期）为P波开始至QRS波群开始的持续时间，也就是心房除极开始至心室除极开始的间隔时间，正常值为0.12～0.20s，若P-R期延长，则表示房室传导阻滞；Q-T间期为QRS波群的开始至T波的末尾的持续时间，意为心室除极和心室复极的持续时间，正常值为0.32～0.44s；S-T 段为从QRS波群终末导T波开始之间的线段，此时心室全部处于除极状态，无电位差存在，所以正常时与基线平齐，称为等电位线，若S-T段偏离等电位线一定范围，则提示心肌损伤或缺血等病变；QRS波群持续时间正常值约为0.06～0.11s。
因此，实时的检测心电信号，可以从所得出的心电图上观察心脏的变化，医生就可以从所测的心电图上判断心脏各个部位的功能是否正常，所以心电图是医生治疗心脏方面的疾病所不可或缺的依据。
实时心电图仪的制作方法
实时心电图仪的制作方法实时心电图仪（EKG/ECG）是用于心电图检测和记录的设备。
它通过测量和记录心脏的电活动来评估心脏的健康状态。
以下是一种简单的实时心电图仪的制作方法。
材料：1. Arduino开发板2. AD8232心电图模块3. 电阻4. 导线5. 9V电池或电源步骤：1. 连接AD8232模块：将Arduino的5V引脚连接到AD8232模块的VCC引脚，将Arduino的GND引脚连接到AD8232模块的GND引脚。
2. 将AD8232模块的OUTPUT引脚连接到Arduino的A0引脚。
3. 连接电阻：将一个电阻插入到AD8232模块的RLD引脚，然后将RLD引脚连接到Arduino的A1引脚。
4. 连接9V电池或电源：将9V电池的正极连接到AD8232模块的VCC引脚，将负极连接到GND引脚。
5. 编写Arduino代码：使用Arduino IDE编写代码，读取A0引脚的模拟输入，并将其发送到计算机的串口。
以下是一个简单的Arduino代码示例：```c++#define ECG_PIN A0#define RLD_PIN A1void setup() {// 初始化串口Serial.begin(9600);}void loop() {int ecgValue = analogRead(ECG_PIN); // 读取心电信号int rldValue = analogRead(RLD_PIN); // 读取电阻信号// 发送心电信号和电阻信号到串口Serial.print("ECG: ");Serial.print(ecgValue);Serial.print(", RLD: ");Serial.println(rldValue);delay(10); // 延迟10毫秒}```6. 上传代码并测试：将Arduino开发板连接到计算机，上传代码。
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。
简易心电图仪设计
题目要求
五、测试说明 (1)对于基本要求 项的说明。 对于基本要求(1)项的说明 对于基本要求 项的说明。 电压放大倍数、频率响应特性、差模放大倍数、 ①电压放大倍数、频率响应特性、差模放大倍数、输出动 态范围的测试：将差分放大电路反相输入端接地近似测试。 态范围的测试：将差分放大电路反相输入端接地近似测试。可 正弦信号用10kΩ和10Ω电阻分压衰减到 将1V(rms)正弦信号用 正弦信号用 Ω Ω电阻分压衰减到1mV，再输 ， 入到放大电路进行测试，以减小信号源噪声的影响。 入到放大电路进行测试，以减小信号源噪声的影响。 频带内响应波动的测试： ②频带内响应波动的测试：考虑到许多低频信号发生器 (函数发生器 输出最低频率的限制，该项目的低端频率只测量 函数发生器)输出最低频率的限制 函数发生器 输出最低频率的限制， 即低频截止频率的10倍 。其方法是， 到0.5Hz(即低频截止频率的 倍)。其方法是，输入信号幅值保 即低频截止频率的 持在1mV(rms)，用示波器测量 ～100Hz范围内的输出最高 持在 ，用示波器测量0.5～ 范围内的输出最高 和最低电压值，与频率为20Hz的输出电压值相减后计算频带内 和最低电压值，与频率为 的输出电压值相减后计算频带内 响应的最大波动(dB)。 响应的最大波动 。
题目要求
五、测试说明 (1)对于基本要求 项的说明。 对于基本要求(1)项的说明 对于基本要求 项的说明。 要求带1.5m长的屏蔽导联线进行共模抑制比测量。共模 长的屏蔽导联线进行共模抑制比测量。 ③要求带 长的屏蔽导联线进行共模抑制比测量 放大倍数的测量方法是，将差分放大电路的两端输入端短接， 放大倍数的测量方法是，将差分放大电路的两端输入端短接， 并输入5V(rms)正弦信号，测量输出电压。根据所测差模和共 正弦信号， 并输入 正弦信号 测量输出电压。 模放大倍数计算共模抑制比。 模放大倍数计算共模抑制比。 输出动态范围的测试：从小增大输入信号幅值， ④输出动态范围的测试：从小增大输入信号幅值，通过测量 最大不失真输出电压的峰—峰值得到 峰值得到。 最大不失真输出电压的峰 峰值得到。
14-2简易心电图仪设计和实现
图 7 浮动负 负载原理图 路中，A1，A2 2、A3 及其周 周边电阻构成 成三运放仪用放大器；A4、 、A5 的作用是将 上图电路 共模 模信号从两个 个 R0 的中点 D 取出， 经倒 倒相放大后加至电源线的中 中线端 （O 点 点） ,如上图所 所示。 使其 其电桥正负电 电源的中线于 于 1.5m 长的传 传输线外表电 电线相连并浮 浮地。这样做 做的目的是要 要进一 步提 提高前级共模 模抑制能力。其原理如下 ： 当某个时刻 刻，在 P1 点、P2 点的感应 应有共模信号 号，并设此时 时的共模输入 入信号为正值 值，经 过A A1、A2 放大后 后，在 B1、B2 点会产生较 较大同极性的 的共模信号，于是在 D 点 点可取出正极 极性的 共模 模信号，经过 过 A4 倒相，A5 跟随，在正 正负电源的中 中点 O 便得到 到负极性的共 共模信号，这 这样一 来，使 P1、P2 点的共模信号 点 号下降，最后 后使前级输出的共模信号下 下降，反之亦 亦然(正负电源的 中点 点 O 为浮动负 负载的参考点 点，按导联 I、 、II 方法连接 接的参考点，根据要求，则为 RL)。上述 分析 析表明，对共 共模信号而言，前级又引入 入了一个反馈 馈深度很大的 的负反馈，使 使前级输出的共模 信号 号大大下降，起到进一步抑制共模信号 号的作用，这 这可以使共模 模抑制比 KCMRR 在原来的基 基础上 提高 高 1-2 个数量 量级。 而对差模 模信号的放大 大倍数没有任 任何影响。 根据浮动负载 根 载的降噪原理 理及导 联 I、II 的接法 法要求，本实 实验中的降噪 电路如下：
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格、长度均一样 样，甚至人体卧床的姿势也 也要对称，如 如果不对称，比如，左手 手和右手垂直 直，则 两路 路感应的干扰 扰信号的幅度 度和相位就存在 在显著差异。 要 要保证干扰信 信号在放大器 器对称点处（A A 与 A’、B 与 B’）不形 形成差信号，在使用三运 运放仪 用放 放大器的时候 候，因尽量使使 使用的运放参 参数相同，并 并仔细匹配相 相关电阻；使 使用单片仪用放大 器时 时，应该选择 择 A1A，A2A 的内 内部参数和外 外接电阻完全 全对称。内部 部电路的对称 称已经由集成 成芯片 获得 得了保证，外 外部对称则是 是靠结构、工序 序给以保证。 3. .2.3 提高放 放大器的共模 模抑制比 KCMR MR 120dB 选 选择高共模抑 抑制比集成仪 仪用放大器 IN NA2128， 它的 KCMR》 B； 如果心电取 取最小值 20 V ， 50HZ Z 市电的共模 模信号为 5V，则信噪比为 为 5000 10 0 / 20 2.5 10 108( (dB) ，这 已经
心电图仪设计与制作
课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 心电图仪的设计与制作初始条件：1．直流稳压电源 1台 2．双踪示波器 1台3．万用表 1只 4.电阻若干5.电容若干6.集成运放若干7.万用板 1块 8.电源线 4根9.20mm*20mm 薄铜皮 3块要求完成的主要任务:制作一路心电信号放大器，技术指标如下：a．电压放大倍数：1000，误差：±5％；b．－3dB低频截止频率：0.05Hz（可不测试，由电路设计予以保证）；c．－3dB高频截止频率：30Hz，误差：±5Hz；d．频带内响应波动：在±3dB之内；e．共模抑制比：≥ 60dB（含1.5m长的屏蔽导联线，共模输入电压范围：±7.5V）；f．差模输入电阻：≥5MΩ（可不测试，由电路设计予以保证）；系统能显示心率；能在示波器屏幕上较清晰地显示心电波形。
心电波形大致如下图所示：发挥部分：能在计算机上显示相应波形！时间安排：第14周理论讲解，时间:周一5.6节课。
地点：鉴四605.第14—20周理论设计，实验室安装调试，地点：鉴主13楼通信工程综合实验室，鉴主15楼通信工程实验室1。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (3)Abstact (3)一.原理电路及方案论证 (4)1方案论证 (4)1.1心电信号放大器设计 (4)1.2有源滤波器设计 (8)1.3低噪声稳压电源设计 (9)二．单元电路原理及设计 (10)2.1前置放大电路设计 (10)(1)前置主放大器设计及参数计算 (10)(2)抗干扰措施 (11)2.2有源高通滤波电路设计 (12)2.3贝塞尔滤波电路设计 (13)2.4陷波问题 (14)2.5稳压电源设计 (14)三．心电图仪总方案及原理图 (15)3.1导联电极说明： (15)3.2设计心电图仪的主要依据如下： (16)3.3心电图仪总方案说明 (16)四．测试与分析 (18)4.1测试仪器 (18)4.2测试数据 (18)4.3误差来源与分析 (19)五．电路仿真 (20)六．体会与建议 (22)七.参考文献 (23)八．仪器仪表明细清单 (24)摘要本系统利用高精度通用运算放大器INA128对输入的心电信号进行放大，再进行高通滤波,滤去高频生物电，同时采用右脚屏蔽驱动电路，消除50Hz生物电和机器信号的影响，最后在数字示波器上得到清晰的心电波形。
电子设计竞赛论文：简易心电图仪
简易心电图仪作者：--赛前辅导及文档整理辅导老师： --摘要本简易心电图仪以TI公司MSP430单片机为核心，采用仪用放大器INA 326 对采集到的微弱心电信号进行前置放大。
在后级电路中，采用电压放大器，对波形进一步放大；采用低通滤波器进行滤波，50HZ双T陷波器，消除50HZ工频干扰，以得到清晰的心电波形。
同时，我们通过MSP430单片机系统，实现对两路心电信号准确采集，存储，并进行回放。
通过12864 LCD实时显示心电图仪工作状态及心率，使整个系统的人机交互更加友好。
AbstractThis simple electrocardiogram instrument to TI's MSP430 microcontroller as the core, for use with amplifier INA 326 collected to the weak ECG to preamp. In after-class circuit, a voltage amplifier, to further enlarge the waveform; low pass filter for filtering, 50 HZ Double T notch filter to eliminate 50 HZ frequency interference, in order to get a clear ECG waveform. At the same time, we adopted MSP430 MCU system, to achieve the two-way ECG accurate collection, storage, and playback. 12864 LCD display through real-time ECG and heart rate-work state, so that the whole system of human-computer interaction more friendly.一、选题以及系统方案论证1、选题简易心电图仪着重于心电信号的检测，涵盖了非常丰富的模拟电子技术知识，同时，波形的存储，回放部分，又需要扎实的数字电路，单片机知识作为基础。
简易心电图仪的设计
本科毕业设计简易心电图仪的设计摘要随着社会的发展和人们生活水平的不断提高，人们对健康的重视程度与日俱争特别是近年来老龄化得加剧，而且心血管疾病的发病率也不断上升。
目前心血管疾病成了威胁人类生命的主要疾病，心脏病已经成了世界上死亡率最高的疾病。
鉴于这种严峻形势，提高预防和监测该疾病的手段势在必行。
而心电信号是发现心脏病的最直接手段。
但目前医院用的心电监护价格昂贵，维护费用高，患者检查的经济负担重，不能做到随时地都能检查。
因此设计一种便携式，价格便宜且实用的心电监护仪器具有重要意义。
人体心电信号中的各种生理参数都是由复杂生命体（人体）所发出的强噪声条件下的微弱信号（除体温等直接测量的参数外），心电信号的幅值在10uV〜4mV之间,频率的范围为0.05〜100Hz，其中淹没在50Hz 的工频干扰中和人体的其他信号中，检测的过程及其方法比较的复杂。
除去信号检测过程中的干扰、噪声，进行心电信号的分析是由心电图仪的重要功能之一。
本文考虑从人体心电信号的特点-信号微弱，低频，高阻抗，不稳定性和随机性。
采用了心电性信号的输入—右腿驱动电路、三级放大电路-前臵放大，电压放大，功率放大。
并用Multisim 软件进行模拟仿真。
该由运算放大器构成的简易心电图仪，具有体积小，携带方便，实用性强等优点。
关键词：微弱信号；运算放大；心电图AbstractWith the social developme nt and con ti nu ous improveme nt ofliv in gsta ndards, peoplewiththeemphasis on health,especially in rece ntyearsatboththeagi ngofwar have in creased, and the in cide nee of cardiovascular disease arealsoris ing.Cardi o vascul a r disea s e i s curre nt l y t h e ma i n t hre at t o hum a n lif e hasbecome,hea rtdisease has become the world's highest mortality.The ECG signal is found in the most direct means of heart disease.However,the hospitalECGuseexpensive,highmaintenancecosts,checktheeconomieburdenof pa tie nts and can not be checked at any time, any where. Therefore the desig n ofaportabl e, che a p and practica l ECG mon it or i ng equi pm e nt i s of g re a tsig ni fica nee.The freque ncycha nges from 0.05Hz to lOOHz.The electrocardiacsignalis inundatedwith50Hzelectricfrequencysignalandother person sig s al.The electrocardi acsignalisoneofthe mostimportantcheckingprocedureandmethodare complex.W e c on s i de r bot h the charac t er i sti c s of hum a n EC G - weak s i g n a l, l ow fre q uen c y,high impeda nee, in stability and ran domn ess. With the heart electrical sig nal in put-right leg drive circuit, three-level amplifier circuit - pre-amplification,voltage amplification, power amplificati on..Given this grim situation, improve the prevention and monitoring of the disease me a ns im p er a ti ve.C on s tit ut edbyt heope r ationa l ampli f ierde s igned i n t hi s paperasimple ECG, with a small, portable, practicaldva ntages.Key words: Weaksingal ；Op Zoom ；ECG摘要 (II)A b s t r a ct (III)目录 (IV)第1 章绪论 (1)1.1 心电图仪的发展史 (1)1.2 国内外现状 (1)1.3 心电信号基本理论 (2)1.4 心电信号的特点 (3)第2 章心电图仪的基本原理 (4)2.1 心电图仪的基本组成框架 (4)2 .2 心电图仪的输入部分设计 (4)2.2.1心电信号的检测 (4)2.2.2抑制心电信号中50Hz 共模信号干扰的有效方法 (5)2.3 心电图仪中心电放大部分 (6)2.3.1 高频滤波部分 (7)2.3.2无源高通滤波器 (7)2.3.3第一级放大电路 (9)2.3.4第二级放大电路 (10)2.3.5 有源低通滤波电路 (11)2.3.6第三级放大电路 (12)第3 章用Mul t i s i m 进行模拟仿真 (13)3.1multisim 软件介绍 (13)3.2 放大部分的模拟仿真 (14)3.2.1 第一级放大电路仿真 (14)3.2.2 第二级放大电路仿真 (16)3.2.3 第三级放大电路仿真 (17)3.3 滤波电路的仿真 (18)3.3.1 低通滤波电路的仿真 (18)3.4心电放大电路设计总图 致谢 ..................................................................... 错误！未定义书签。
心电图信号放大器的设计与仿真特性分析
取R9=1KΩ，R10=24KΩ。C1、R8构成高通滤波器，要求 f =0.032Hz。取R8=1MΩ，则可算出C1=4.58μF，取标称值电容C1=4.7μF，算得fL=1/(2л C1 R8)=0.034Hz。C2，R10构成低通滤波器,要求f =250Hz。取R10=24KΩ,可算出C2=0.03316μF,取标称值电容C2=0.033μF，最后算出f =1/(2л C2 R10)=251.95Hz。可见满足带宽要求。
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：0.032Hz～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。
设计一个心电图信号放大器。
已知: Hz。
(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：
脉搏与心电信号采集监测系统Multisim电路设计仿真
脉搏与心电信号采集与监测系统设计1. 设计脉搏或心电信号放大器•增益：60dB ～70dB ～80dB 三档可调•带宽：0.01HZ ～200HZ ，可插入50HZ 陷波器2. 设计测量和显示心率的数字电路（用七段数码管）3. 设计心率越限报警电话（报警范围为分次分次/150f /40f 00>---<），报警方式，喇叭或蜂鸣器鸣叫，屏幕显示。
4. 完成模拟电路和数字电路的仿真和虚拟实验。
5. 完成印刷板设计。
6. 基本框图脉搏与心电信号采集与监测系统一、 心电信号采集电路（模拟电路部分）1 、查阅资料可知人体心电信号有如下的特点(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 心电信号采集放大器电路设计要求 •增益：60dB ～70dB ～80dB 三档可调（即放大倍数为1000~3160~10000） •带宽：0.01HZ ～200HZ ，可插入50HZ 陷波器分析：根据要求，放大倍数为1000~3160~10000，故采用二级放大。
其中前级放大增益三档可调，分别为10、31、100倍。
后级放大器为100倍。
2-1、前级放大器设计a 、放大器AD620构成的电路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。
基于集成运放的心电信号放大电路设计与仿真
基于集成运放的心电信号放大电路设计与仿真曾伟【摘要】心电信号是人类最早研究并应用于医学临床的生物电信号之一，对于心电信号的研究，首先要从人体采集心电信号。
由于采集到的心电信号比较微弱，所以在处理心电信号的过程中需要一个放大电路来放大信号的幅值以便做后续的信号处理。
文中应用集成运算放大器设计了一个可用于心电等微弱信号的后置放大电路，并运用Protel99SE软件对该电路进行性能仿真，并对仿真的结果进行分析，从分析结果中可知该电路可以达到放大心电信号所需要的电压增益。
% The ECG is one of the bioelectrical signals that are researched and used in clinical medicine early. Before we want to study it, the first thing is obtaining the ECG from the body. The ECG is very weak, so an amplifier circuit should be designed to amplify its amplitude for signal processing later. In the article, the ECG amplifier circuit was designed using integrated operational amplifier and it was simulated using the software Protel99SE, then, the results of Simulation were analyzed. The circuit can amplify the ECG as we hope it.【期刊名称】《电子与封装》【年(卷),期】2012(000)011【总页数】2页(P32-33)【关键词】Protel99SE;集成运算放大器;心电放大电路;仿真【作者】曾伟【作者单位】四川理工学院,四川自贡643000【正文语种】中文【中图分类】TN4021 引言心电信号是心脏电活动在人体体表的表征信号，信号比较微弱，常规的心电信号的电压幅值范围为10μV～5mV，频率范围是0.05Hz～100Hz。
心电信号检出的电路设计和制作 电路图
---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 心电信号检出的电路设计和制作+电路图心脏病是威胁人类健康的主要疾病之一，而心电图是其诊断的重要依据。
为了可以实现长期、日常心电图监测，本文设计了一种简单，安全，高效的使用干式电极的非接触式心电检测系统。
这个系统不需要电极与人体肌肤的直接接触，就可以准确检测出人体的心电信号。
该系统由干式电极、心电信号采集单元、心电信号处理单元等几部分组成。
摘要先介绍了基础的心电信号知识，再介绍了一种新式的干式电极并阐述了心电信号检测电路的设计，提供了心电信号采集电路具体的设计方法与实现电路。
该心电检测电路包括心电前置放大器、低通滤波器、高通滤波器、50Hz陷波电路，主放大器，并有效地抑制了各种干扰。
11564关键词心电信号非接触式干式电极1 / 20关键词圆极化天线单馈增益轴比带宽介质厚度毕业设计说明书（论文）外文摘要TitleCircuit Design and Realizing for ECG DetectionAbstractHeart disease is one of the major diseases that threaten human health, while the ECG is an important basis for its diagnosis. In order to achieve long-term, daily ECG monitoring, we designed a simple, safe and efficient non-contact ECG detection system with the use of the insulated electrode. This system does not require electrodes and human skin in direct contact and it can accurately detect the body of the ECG signal. The system is composed of several parts, such as the insulated electrodes, the ECG signal acquisition unit and ECG signal processing unit.This study introduces ECG basic knowledge and a new---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------kind of insulated electrodes and then described the design of the ECG signal detection circuit, the ECG signal acquisition circuit design and circuit implementation. The ECG detection circuits including the ECG preamplifier, low pass filter, high pass filter, 50Hz notch circuit, main amplifier, and effectively suppress various kinds of interference.4.1.2仪用放大电路实现374.2低通滤波器电路实现394.3高通滤波器电路实现414.450Hz陷波电路实现424.5主放大电路实现444.6总心电检测电路实现463 / 20结论47致谢47参考文献491.绪论随着我国人口老龄化的加剧，心脏疾病的患病率也越来越高。
信号与线性系统课程设计 心电信号分析系统的设计与仿真-推荐下载
信号与线性系统课程设计报告课题二心电信号分析系统的设计与仿真班级:通信C114姓名：胡伟学号：115665成绩：指导教师：日期：2013.1.5摘要：本课题设计了一个简单的心电信号分析系统。
直接采用Matlab语言编程的静态仿真方式、采用Simulink进行动态建模和仿真的方式，对输入的原始心电信号，进行线性插值处理，并通过matlab语言编程设计对其进行时域和频域的波形频谱分析，根据具体设计要求完成系统的程序编写、调试及功能测试。
得出一定的结论。
关键字：matlab、心电信号提取、线性插值、滤波、simulink仿真。
本课题的目的本设计课题主要研究数字心电信号的初步分析方法及滤波器的设计与应用。
通过完成本课题的任务，拟主要达到以下几个目的：1．了解MATLAB软件的特点和使用方法，熟悉基于Simulink的动态建模和仿真的步骤和过程；2. 了解LabVIEW虚拟仪器软件的特点和使用方法，熟悉采用LabVIEW进行信号分析、系统设计及仿真的方法。
3．了解人体心电信号的时域特征和频谱特征；4．通过设计具体的滤波器进一步加深对滤波器性能的理解；5．掌握数字心电信号的分析方法，学会系统设计与软件仿真方法；6．通过本课题的训练，培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力。
2 设计任务及技术指标设计一个简单的心电信号分析系统。
其基本功能包括：输入原始心电信号，对其做一定的数字信号处理，进行时域显示、分析及频谱分析。
采用Matlab软件（或LabVIEW虚拟仪器软件）设计相关程序。
对基于Matlab软件的程序设计，要求分别采用两种方式进行仿真，即直接采用Matlab语言编程的静态系统仿真方式、采用Simulink进行动态建模仿真的方式。
根据心电信号的具体特性参数设计系统各功能模块的源程序，进行调试。
1.对原始数字心电信号进行读取，由数字信号数据绘制出其时域波形并加以分析。
2.对数字信号数据做一次线性插值，使其成为均匀数字信号，以便后面的信号分析。
模拟电子电路心电图设计报告
模拟电子电路心电图设计报告《模拟电子技术基础》课程设计说明书摘要模拟电子技术课程设计对所学的基础理论知识是一次实践检测的过程。
为了观测到较强的外界干扰下的微小的心电信号，分别采用前端放大，低通与高通，50Hz工频干扰，来实现，同时加以右腿驱动电路。
本课设采用的核心放大元件为高精度，低噪声，低功耗的通用仪表放大器INA128，经过低通与高通后，有加50Hz的双T陷波网络，将较强的工频干扰滤掉，使得到的心电波形较好。
关键词仪表放大器INA128；高精度运放OP07；OPA2340.AbstractAnalog electronic technology curriculum design for the school's basic theory of knowledge is apractice of testing process. In order to observe a strong outside interference minor under theECG, were used to enlarge the front-end, low-pass and high-pass,50Hz frequency interference,to achieve, at the same time be right leg drive circuit. The core of this lesson for the use ofamplification devices for high-accuracy, low noise, low-power general-purpose instrumentationamplifier INA128, after a low pass and high-pass after the two-plus 50Hz Notch T network, astrong power-line interference filter out, so get better ECG waveform.Key words: instrumentation amplifier INA128; precision OPAMP OP07; OPA2340.- 1 -《模拟电子技术基础》课程设计说明书1．设计内容及要求 1.1设计目的及主要任务1.1.1设计目的（1）学会根据已学知识设计具有某一特定功能的电路；（2）学会基本电路的组装与调试；（3）进一步加深对模拟电子电路课程的理解与掌握。
信号与线性系统课程设计 心电信号分析系统的设计与仿真
信号与线性系统课程设计报告课题二心电信号分析系统的设计与仿真班级:通信C114姓名：胡伟学号：115665成绩：指导教师：日期：2013.1.5摘要：本课题设计了一个简单的心电信号分析系统。
直接采用Matlab语言编程的静态仿真方式、采用Simulink进行动态建模和仿真的方式，对输入的原始心电信号，进行线性插值处理，并通过matlab语言编程设计对其进行时域和频域的波形频谱分析，根据具体设计要求完成系统的程序编写、调试及功能测试。
得出一定的结论。
关键字：matlab、心电信号提取、线性插值、滤波、simulink仿真。
本课题的目的本设计课题主要研究数字心电信号的初步分析方法及滤波器的设计与应用。
通过完成本课题的任务，拟主要达到以下几个目的：1．了解MATLAB软件的特点和使用方法，熟悉基于Simulink的动态建模和仿真的步骤和过程；2. 了解LabVIEW虚拟仪器软件的特点和使用方法，熟悉采用LabVIEW进行信号分析、系统设计及仿真的方法。
3．了解人体心电信号的时域特征和频谱特征；4．通过设计具体的滤波器进一步加深对滤波器性能的理解；5．掌握数字心电信号的分析方法，学会系统设计与软件仿真方法；6．通过本课题的训练，培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力。
2 设计任务及技术指标设计一个简单的心电信号分析系统。
其基本功能包括：输入原始心电信号，对其做一定的数字信号处理，进行时域显示、分析及频谱分析。
采用Matlab软件（或LabVIEW虚拟仪器软件）设计相关程序。
对基于Matlab软件的程序设计，要求分别采用两种方式进行仿真，即直接采用Matlab语言编程的静态系统仿真方式、采用Simulink进行动态建模仿真的方式。
根据心电信号的具体特性参数设计系统各功能模块的源程序，进行调试。
1.对原始数字心电信号进行读取，由数字信号数据绘制出其时域波形并加以分析。
2.对数字信号数据做一次线性插值，使其成为均匀数字信号，以便后面的信号分析。
心电图仪设计制作
课程设计任务书学生：专业班级：指导教师：工作单位：信息工程学院题目: 心电图仪设计与制作初始条件：模拟电子技术基础知识、会使用Multisim进行仿真分析.要求完成的主要任务:制作一路心电信号放大器，技术指标如下：a．电压放大倍数：1000，误差：±5％；b．－3dB低频截止频率：0.05Hz（可不测试，由电路设计予以保证）；c．－3dB高频截止频率：30Hz，误差：±5Hz；d．频带响应波动：在±3dB之；e．共模抑制比：≥60dB（含1.5m长的屏蔽导联线，共模输入电压围：±7.5V）；f．差模输入电阻：≥5MΩ（可不测试，由电路设计予以保证）；时间安排：指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要IABSTACTI引言11 设计方案比较21.1光电效应手指脉搏传感器21.2压电瓷式脉搏传感器31.3铜片式脉搏传感器42 单元电路设计52.1前置放大部分52.2带通滤波电路72.3后级放大电路93 仿真结果及分析93.1前置放大电路部分仿真93.2带通滤波部分仿真103.3放大部分仿真113.4整体电路仿真124 总结145 元件清单146 参考文献15摘要本文主要介绍了如何应用放大电路，抑制共模信号电路，低通滤波电路及后级放大电路设计简易心电图仪.本文还介绍了心电信号的特点及其对放大电路的要求.对于具体的单元电路设计也做了简要介绍.AbstactThis paper mainly introduces how to apply the amplifier circuit and suppress common mode signal circuit,low-pass filter circuit and after-class amplifier design simple Electrocardiograph.This article also describes the characteristics of ECG and its impact on amplifier requirements.With regard to the specific circuit design unit also made a brief introduction.引言心电图是临床疾病诊断中常用的辅助手段.心电数据采集系统是心电图检查仪的关键部件. 如下图所示,心电信号主要由P波、QRS波群、T波组成.正常P 波的宽度不超过0.11s，最高幅度不超过2.5mm.正常人的QRS波群最高不超过0.10s。
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心电图仪电路设计及仿真
摘要:本文设计了心率监测的一种方法,由于人体心电信号属于低频微弱信号,故经导联输入后,从体表获得的心电信号经滤波滤除高频干扰后,再经50 Hz陷波器进一步抑制电源干扰,最后通过MSP430单片机的A／D转换,得到数字化的心电信号。
实验表明本文设计的心电图仪显示的心电信号清晰稳定,基本满足临床监护以及病理分析等要求。
关键词:心电放大电路陷波电路低噪声
1 引言
众所周知,目前心血管疾病是危害人类健康的一种较常见疾病,而检测心电信号是诊断心血管疾病的主要依据,因此实时监测病人心电活动,设计采集病人心电信号的系统具有重要的意义。
2 心电信号的特点
由于心电信号属医学生物信号,一般具有以下两个个特点:其一心电信号的随机性较强,即信号无法用确定的函数进行描述,所以用统计的方法通过大量测量数据中看其规律;其二噪声背景强,即要抗干扰。
心电信号的频带范围一般是0.05～100 Hz。
所以要对心电信号进行精确测量,必须设计出性能优良的放大器。
3 心电信号的传感、放大及滤波
3.1 心电输入电级
采集记录心电信号,采用电极导电性能好、电极应贴附力强、透气性好、吸汗、极化电压低的优质电极,此外还应该具有拆卸方便、对皮肤刺激小、佩戴舒适等特点。
通常采用表面镀有AgCI可拆卸的一次性软电极,还需要在电极上涂有优质导电膏。
3.2 心电信号的放大
本设计中的放大器主要是用来放大心点信号。
放大器的放大倍数大约为5000倍左右,主要是为了满足模拟滤波和A/D采样的需要。
本设计的放大采用二次放大。
第一次放大倍数为10倍,是为了满足模拟滤波器滤波的。
如果信号太小,滤波器根本达不到所要滤波的效果;太大则会使滤波器电路电流过大,影响滤波效果。
主放大电路(二次放大)的倍数位500倍,使其满足单片机A/D采样的最佳效果。
本次放大器设计选用高精度的INAl05做为主体器件,具有低输入偏置电流、低噪音、较高建立时间、低功耗等特性,其共模抑制比可达130dB,所以非常适合作为医疗仪器在前置放大器上使用。
其增益可调(范围约1～1000倍),并可由公式可知:G=(R+25000)／25000, 同时为防止置放大器工作在饱和区或截止区,其增益不能过大。
经验证10倍左右效果较好。
由于心电信号幅度约为0～2mV,而A／D转换输入信号要求1V
左右,因此,整个信号电路的放大倍数大约需1000倍左右。
其前置放大约10倍左右,故本级放大倍数设计为100倍左右,即G=1+R／25000,整个放大电路刚好能满足设计处理信号的基本要求。
3.3 心电信号的滤波
本设计滤波采用的是模拟滤波电路。
从心电电极得到的心电信号先要经过前置放大电路,被处理后的心电信号主要受到工频、肌电等信号的干扰。
通过陷波电路和滤波后就可以得到较为光滑的波形。
电路如下图所示(如图1)
在本电路中,我们取C1=C2=0.22uF= 220nF
根据所选择的电容C1的实际值,再按照下式计算电阻换标系数K,其中fc为中心频率,设定为50HZ;C1的单位为uF。
由带通滤波器的品质因数Q=7,增益为1dB,我们可以通过查表得到R1,R2,R3的值,查得:R1=11.141kΩ,R2=0.115kΩ,R3=22.282kΩ
将上述电阻值乘以电阻换标系数K=9,得:
R1=100.269kΩ,取标称值100kΩ
R2=1.035kΩ,取一个滑动变阻器,可以对中心频率进行微调
R3=200.538kΩ。
取标称值200kΩ
带通滤波器设计完成后,继续设计第二级加法电路。
取R4=R5,让
经过带通滤波器后的信号与原始信号等权相加,这样50 Hz信号在加法电路中正好抵消,可通过调节R2可以调节中心频率。
R6来调整整个陷波电路的通带增益。
使用V1,V2两个交流信号源串联作为我们的输入信号,其中V1频率为150HZ,V2频率为50HZ,电压幅值均为1.5V。
V1为需要通过的信号,V2为需要滤除的干扰信号。
通过示波器来观察输入输出信号的变化。
(如图2)
从上图我们可以看到,在输入50HZ的信号被严重衰减,而其他频率的信号则无损通过,证明了我们设计的有效性。
4 仿真结果分析
通过对心电图仪硬件整体电路的设计,并对该硬件电路进行了仿真验证,该电路输出的心电信号的波形与标准信号基本接近,得到了较好的仿真效果,基本满足了设计要求。
5 结语
本设计选用MSP430作为系统的微控制器。
选用低功耗的外围器件并充分利用了该芯片的各种低功耗模式,从而达到了设计预期的要求。
参考文献
[1] 郭航迭．简明临床心电图手册[M].上海:复旦大学出版础,2002．
[2] 魏小龙.MSP430系列单片机接口技术及系统设计实例［M］.北京航空航天大学出版社,2002:15～18.
[3] 刘大茂,吴学慧.多功能便携式心电监护的研制[J].福州大学学报1998,26(2):45～48.。