心电信号检测电路的设计
人体心电测试电路设计
中北大学课程设计说明书2011/2012 学年第二学期学生姓名：陈杰学号：1005084122 学院：信息与通信工程学院专业：生物医学工程课程设计题目：医学电子电路实践课程设计人体心电测试电路设计课程设计地点：201实验室，学院610，学院503室指导教师：侯宏花石海杰系主任：王浩全2012 年 6 月 20 日中北大学课程设计任务书2011/2012 学年第二学期学院：信息与通信工程学院＿专业：生物医学工程＿学生姓名：李金金学号：1005084109学生姓名：李艺学号：1005084113学生姓名：陈杰学号：1005084122课程设计题目：医学电子电路实践课程设计＿人体心电测试电路设计＿起迄日期：2012年6月 4 日～2012年6月15 日＿课程设计地点：201实验室，学院610，学院503室指导教师：侯宏花石海杰＿＿系主任：王浩全＿＿下达任务书日期: 2012 年 6 月 4 日目录绪论 (1)一、设计报告 (1)1.1设计实验目的及意义 (1)1.2心电信号产生机理 (2)1.3人体心电信号的特征分析 (3)1.4人体心电信号的噪声来源 (4)二、测试报告 (5)2.1 硬件电路设计 (5)2.1.1信号输入及低通滤波电路 (5)2.1.2一级放大电路 (6)2.1.3 二级放大电路 (6)2.1.4 稳压电路 (7)2.1.5 滤波电路 (7)2.2 软件仿真及结果 (8)三、课程设计总结 (12)四、参考文献 (12)绪论人体体表的一定位置安放电极，按时间顺序放大并记录这种电信号，可以得到连续有序的曲线，这就是心电图。
本文分析了体表心电信号的特征。
心电信号的各种生理参数都是复杂生命体(人体)发出的强噪声条件下的弱信号(除体温等直接测量的参数外)，心电信号的幅度在10µV～4mV之间，频率范围为0.01～100Hz，淹没在50Hz的工频干扰和人体其他信号之中，检测过程及方法较复杂。
一种新型心电信号检测读取电路的研究与设计
一种新型心电信号检测读取电路的 研究与设计ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
重庆大学硕士学位论文
（学术学位）
学生姓名：李
瑞 副教授
指导教师：张思杰 专
业：信号与信息处理 学
学位类别：工
重庆大学通信工程学院
二 O 一四年四月
2
The Research and Design of A New Readout Circuit of ECG signal Detection
A Thesis Submitted to Chongqing University in Partial Fulfillment of the Requirement for the Master’s Degree of Engineering
人体心电测试电路设计
人体心电测试电路设计1.电极设计：人体心电测试电路的第一步是正确地设计电极用于连接测试仪器和人体。
首先，需要有两个电极（一正一负）用于检测心电信号，并将其连接到测试仪器上。
这些电极通常是金属片，可以通过电导胶粘贴在人体皮肤上，以确保稳定的信号接收。
2.放大器设计：心电信号是非常微弱的，因此需要一个放大器来增加其幅度，以便更容易测量和分析。
这种放大器通常使用差分放大器电路来检测电极之间的电压差异，并放大到一个可以进行测量的合适幅度。
此外，放大器还需要具有适当的带宽，以便能够捕捉到心电信号的相关频率。
3.滤波器设计：为了减少噪声和过滤电源干扰等不需要的信号，需要在放大器之后添加滤波器。
滤波器可以根据需要选择不同的截止频率，并抑制在该频率范围之外的信号。
常用的滤波器类型包括低通滤波器、带通滤波器和高通滤波器。
4.调理电路设计：此阶段的设计将进一步处理滤波后的心电信号，以适应后续的数字分析或显示。
可能需要对信号进行放大、平滑或调整增益等处理，以确保其质量和合适的幅度范围。
5.ADC（模数转换器）设计：心电信号通常是模拟信号，需要将其转换为数字信号进行处理。
模数转换器（ADC）可以对模拟信号进行取样和量化，并将其转换为数字信号。
设计中需要选择合适的ADC进行信号转换，并根据需要选择合适的分辨率和采样率。
6.数字分析和显示：一旦心电信号被转换为数字信号，可以使用计算机或其他设备进行进一步的分析和显示。
这些数字信号可以通过滤波、傅里叶变换、心电图绘制等算法进行分析，并通过电脑、智能手机或其他设备进行显示。
综上所述，人体心电测试电路设计是一个复杂而精细的过程，其中涉及到电极设计、放大器设计、滤波器设计、调理电路设计、ADC设计以及数字分析和显示。
设计人员需要综合考虑电路的精度、稳定性、抗干扰能力和功耗等因素，以确保获得准确、可靠的心电信号测试结果。
同时，需要遵循相关的医疗电子设计标准和法规，以确保电路的安全性和可靠性。
心电测量电路设计
心电测量电路设计
心电测量电路是一种用于监测人体心电信号的电路设计。
心电信号是指心脏收缩和舒张过程中产生的电信号，它可以提供关于心脏健康状况的重要信息。
在心电测量电路的设计中，需要考虑到信号的放大和滤波。
首先，电路需要将微弱的心电信号放大到合适的范围，以便于后续的处理和分析。
一般来说，放大倍数应该足够大，以确保测量到细微的心电信号变化。
其次，心电测量电路还需要进行滤波，以去除噪音信号。
由于心电信号具有较低的频率范围，一般在0.5 Hz到100 Hz之间，因此使用带通滤波器可以有效地去除高频噪音和直流偏移。
为了提高测量的准确性和可靠性，心电测量电路还需要考虑到抗干扰能力。
由于人体周围存在许多干扰源，如电源线干扰、运动干扰和肌电噪音等，电路设计时需要采取一些措施来减少这些干扰的影响。
例如，可以使用差分放大器来抵消共模干扰，或者使用屏蔽来防止外部干扰的干扰。
此外，心电测量电路还需要注意对人体安全的考虑。
因为电路与人体直接接触，所以应该采取一些安全措施，如使用避雷器和隔离器来保
护受试者免受电击的危险。
总的来说，心电测量电路设计是一个复杂而重要的任务，它需要考虑到信号放大、滤波、抗干扰和人体安全等多个方面。
只有设计出高质量的电路，才能准确地测量和分析心电信号，为医生和研究人员提供有价值的心脏健康信息。
心电图仪电路设计及仿真
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。
心电信号检测电路的设计
毕业论文(设计)题目:心电信号检测电路的设计目录摘要 (1)Abstract (1)1 引言 (2)2 心电信号的特征、检测电路的要求以及心电图导联 (3)2.1 人体心电信号的特征 (3)2.1.1抑制干扰的措施 (3)2.1.2 降低噪声的措施 (4)2.2 心电信号检测电路设计要求 (4)2.3 ECG导联方式 (4)3 心电信号检测电路的整体制作 (6)3.1 ECG前置放大器 (6)3.1.1 AD620AN实际放大倍数以及共模抑制比的测量 (8)3.1.2 有源低通滤波电路 (9)3.2陷波电路 (10)3.3 安全隔离 (13)3.4 补偿跟随 (15)4 总结 (15)致谢 (16)参考文献 (16)心电信号检测电路的设计摘要：心电信号检测电路是各种心电监护仪中的核心组成部分，其性能的好坏直接影响心脏疾病的准确诊断和治疗，因此心电信号检测电路的精确性和可靠性是至关重要的。
针对心电信号具有的特殊性、微弱性和易受干扰等特点，本心电信号检测电路由高性能单片集成的仪器放大器AD620组成的前置放大电路、50HZ双T 陷波电路以及以6N136为核心的光电隔离电路构成 ,从而使该电路具有高输入阻抗、高共模抑制比、低噪声、低温漂和高信噪比等特点,很好地满足心电采集设备的要求，电路简单可靠，可行性强。
关键词：心电信号检测；前置放大；陷波；光电隔离The Manufacture of ECG circuit designAbstract: The Manufacture of ECG circuit is the core component of the ECG monitor, the quality of the system directly impacts on the accuracy of diagnosis and treatments about heart diseases, therefore the accuracy and reliability of ECG detection system is very important.Due to the particularity and weak and easily distracted of ecg signals, we use high-performance single-chip AD620 formed the ECG preamplifier circuit, double T-notch filter circuit and high speed data transmission photoelectric isolation circuit to design the Manufacture of ECG circuit,which make this circuit has high input impedance, high common mode rejection ratio, low noise, low temperature drift and high signal-to-noise ratio characteristics, such as well meet the requirements of ecg acquisition device, with the advantages of simple and feasibility.Key words: ECG detection; preamplifier; filter;Photoelectric isolation1 引言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。
心电检测电路的设计和测试报告
心电检测电路的设计报告（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是心电图的来源，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――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。
ECG的持续时间：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。
因此心电检测就有了实际应用的意义。
普通心电图有以下几点用途：1、对心律失常和传导障碍具有重要的诊断价值。
新时期便携式心电信号采集电路设计
新时期便携式心电信号采集电路设计本文首先介绍了心电图产生机理和心电信号的参数特征，然后分析了电路系统原理与组成，最后具体阐述了便携式心电信号采集电路设计。
标签：便携式;心电信号;采集电路;设计心血管类疾病的发作具有突发性，难以预测性，致残致死的高度危险性，但是对于心血管类疾病的发现手段，目前来说主要是依靠心电信号。
心电信号是由心脏的电活动而产生并可反映出心脏生理功能变化信息的人体生物电信号。
因此，心电信息连续、准确、实时的采集，可对心血管类疾病的临床诊断提供重要的依据。
1 心电图产生机理在人体内，窦房结发出一次兴奋，按一定途径和时程，依次传向心房和心室，引起整个心脏兴奋。
因此，每个心动周期中，心脏各个部分兴奋过程中出现的生物电变化的方向、途径、次序和时间都有一定规律。
这种生物电变化通过心脏周围的导电组织和体液反映到身体表面上，使身体各部位在每一心动周期中也都发生有规律的生物电变化，即心电位。
若把测量电极放置在人体表面的一定部位，记录处心脏电位变化曲线，即常规心电图（Electrocardiogram，简称ECG）。
2 心电信号的参数特征心电信号是一种低频微弱双极性信号，主要成分集中在0.05-100Hz;幅度为10μV--4mV，典型值为1mV;信号源阻抗一般高达几千欧-几十千欧。
通常还混有其他生物电信号，有体外50Hz工频的干扰，仪器内部噪声和仪器周围电场、磁场、电磁场的干扰等，使得心电信号噪声背景较强，为采集和测量带来了难度。
放大器的温漂、皮肤电阻的变化、呼吸和人体运动，都会造成心电波形信号在某条水平线上缓慢地上下移动的“基线漂移”现象。
这些低频噪声主要集中于0.03-2Hz。
但是，心电信号中的ST段和Q波频率分量集中于0.05--2Hz;与上述低频噪声分量很接近。
因此，不可简单地把高通截止频率定为2Hz，否则将使心电信号的波形出现较大失真。
3 电路系统原理与组成图1所示是心电信号采集电路的系统框图，图中心电信号是用心电电极拾取的，送入前置放大器初步放大;输出的‘右腿驱动’作用于患者右腿上，用于消除心电信号中的共模信号;输出的‘屏蔽驱动’接到心电信号电缆的屏蔽层上，使屏蔽层电位追随其中信号线的电位，消除两者之间分布电容的影响，使输入信号不失真。
心电信号采集电路设计
一、心电图机概述1.1 医学仪器概述医学仪器主要用于对人的疾病进行诊断和治疗，其作用对象是复杂的人体，在医学仪器没有大量出现之前，医生主要凭经验通过手和五官来获取诊断信息，现在随着电子信息等技术的发展，医学仪器可以将人体的各种信息提供给医生观察和诊断。
由于生理信号均是微弱的信号，加之人体结构的复杂性和个体差异性，医学仪器在检测研究生物信息时，必须考虑到生物信息的特点，针对不同的生理参量采用不同的方法。
检测一些十分微弱的信息时，必须用高灵敏度的传感器或者电机，对于一些变化极为缓慢的生物信息，要求其检测系统具有很好的频率响应特性。
同时，对于检测到的信号，需要进行必要的处理，才能成为医生诊断的依据，现在能检测到的生理信号十分丰富，到了不用计算机就很难处理的地步。
所以对任何检测到的信号必须进行模/数转换，对不同的生理信息还要采用一些数学方法，如对非线性的生物信息，可通过拉普拉斯变换的办法，将其按线性处理；又如欲将检测到的以时间域表示的信息转换到频率域上，就得采用傅立叶变换的方法。
在生物信息处理过程中，当需要作信号波形分析时，又要用到模拟式频谱分析法（即滤波）和数字式频谱分析法。
另外，对于处理好的生理信号，必须以某种方式显示出来如打印在记录纸上或显示在显示屏幕上等。
图1.1从上述可以看到，医学仪器与其他仪器相比具有其特殊性。
一台完整的医学仪器一般由以下几部分构成：信息检测系统、信息处理系统、记录显示系统以及其他的辅助系统（如图1.1所示）。
检测系统主要包括被测对象、传感器或电极，它是医学仪器的信号源；信息处理系统的作用是对信息检测系统传送过来的信号进行处理，包括放大、识别（滤波）、变换等各种处理和分析，它也被认为是医学仪器的核心，因为仪器性能的优劣、精度的高低、功能的多少主要取决于它，可以说医学仪器自动化、智能化的发展完全取决于信息处理系统技术进步的程度；信息记录与显示系统的作用是将处理后的生物信息变为人们可以直接观察的形式。
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。
燕山大学心电信号检测放大电路-课程设计报告
燕山大学课程设计说明书题目：心电放大电路课程设计学院（系）：燕山大学里仁学院年级专业： 09生物医学工程学号： 0912******** 学生姓名： ***指导教师： ***教师职称： ***摘要心脏是人体循环系统的核心，心脏的活动是由生物电信号引发的机械收缩。
在人体这个三维空间导体当中，这种生物电信号可以波及人体各个部分，在人体体表产生规律性的电位变化。
在人体体表的一定位置安放电极，按时间顺序放大并记录这种电信号，可以得到连续有序的曲线，这就是心电图。
本文分析了体表心电信号的特征。
心电信号的各种生理参数都是复杂生命体(人体)发出的强噪声条件下的弱信号(除体温等直接测量的参数外)，心电信号的幅度在l0µV～4mV之问，频率范围为O.05 ~ 100Hz，淹没在50Hz的工频干扰和人体其他信号之中，检测过程及方法较复杂。
去除信号检测过程的干扰和噪声、进行心电信号的分析是心电仪器的重要功能之一，心电信号的放大质量直接影响着分析仪器的性能和对人体心脏疾病的诊断。
本文设计了一个心电信号检测放大电路，充分考虑了人体心电信号的特点，·采用前置差动放大+带通滤波器+50Hz陷波器(带阻滤波器)组成的模式，并且利用软件对相应的电路进行仿真，仿真结果表明电路的放大滤波性能很好，硬件电路搭建后的实验结果也表明，电路能够很好地完成人体心电信号的检测放大。
关键字：放大器心电信号第一章绪论 (1)第二章设计基础2.1 心电信号特征分析 (2)2.1.1 心电信号时域特征分析 (2)2.1.2 心电信号的电特征分析 (3)2.2 心电信号的噪声来源 (5)第三章电路设计3.1 前置放大电路设计 (7)3.2 一阶高通滤波器电路设计 (8)3.3 一阶低通滤波器电路设计 (9)3.4 50Hz干扰信号陷波器设计 (9)3.5电压放大器设计 (13)第四章Multisim仿真 (14)总结 (16)参考文献 (17)答辩记录及评分表 (18)附录 (19)第一章绪论1人体生物信息的基本特点人体的生物信号测量的条件是很复杂的。
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。
人体心电测试电路设计
人体心电测试电路设计人体心电测试电路是一种用于记录和分析人体心电信号的电子设备。
它通过测量人体心脏的电活动，可以有效地评估心脏的健康状况，诊断心脏疾病并提供治疗建议。
在设计人体心电测试电路时，需要考虑以下几个关键方面：信号获取、信号放大、滤波和数据处理。
首先，信号获取是设计人体心电测试电路的第一步。
为了获取人体心电信号，可以使用传感器来检测心脏的电活动。
最常见的传感器是心电图电极，可以将电极贴在胸部或手臂上。
电极通过皮肤和肌肉组织接触到心脏区域，测量心脏电信号，并将这些信号传递到电路中。
接下来，信号放大是设计中的重要一步。
由于心脏电信号的幅度非常小，通常在几微伏至几毫伏之间，所以需要放大器来增加信号的强度。
放大器可以采用运算放大器等基本电路组件来构建。
放大之后的信号将更容易被测量和分析。
然后，滤波是将心脏电信号中的噪声去除的关键步骤。
心脏电信号通常存在各种干扰源，如电源噪声、肌肉运动和环境噪声等。
为了保留心脏电信号的真实信息，需要使用滤波器来降低这些噪声的影响。
滤波器可以采用低通滤波器、带通滤波器等不同类型的滤波器来实现。
最后，数据处理是设计人体心电测试电路的最后一步。
通过采样和转换电路，将模拟心电信号转换为数字信号。
数字信号可以通过微处理器或其他设备进行处理和分析。
数据处理可以包括心率分析、心律失常检测和心脏电波形显示等功能。
此外，还可以将数据传输到计算机或移动设备上，实现远程监测和诊断。
在设计人体心电测试电路时，还需要考虑一些其他因素。
例如，电路应具有足够的灵敏度和精确度，以确保能够准确测量心脏电信号。
此外，安全性也是设计的重要考虑因素，必须确保电路不会对患者产生伤害或不适。
总结起来，设计人体心电测试电路需要仔细考虑信号获取、信号放大、滤波和数据处理等方面。
这些步骤将确保心脏电信号可以被准确地测量和分析，为心脏疾病的诊断和治疗提供有效的支持。
同时，设计中还需要考虑电路的灵敏度、精确度和安全性等因素，以确保电路的可靠性和可用性。
心电信号采集电路的设计
信 号的干扰 以及工频干扰 ，可 以采集到较好 的心电信 号。 【 关键 词】心电信号；右腿驱动 电路 ；滤波 电路 ；放 ｃ ｔｆ ｌ ｃ ｒ ａ ｄ ｏ‘ｓｇｎａ ｓｇｎ ｏ ｈｅ ｄｅ ｅ ｔｏｎ ｃ ｒ ｕｉ ｏｒ ｅ ｅ ｔ ｏｃ ｒ ｉ ・ ｉ － 。 ｌ
． ｋＱ ２ Ｃ ］ ０ ０构 成右 腿驱 动 电路 ，右 腿驱 动 电路可 以 Ｐ７ １６ ５ 高通 滤波 电路 ． 心 脏 疾 病 是 威 胁 人 类 生 命 的主 要 疾 病 将 人体 共模 信 号倒相 放 大后 作用 于右 腿 ，在 之 一 。 对 心 电信 号 进 行 监 护 可 以为 心 脏 病 不 损 失心 电信 号 的频 率 成分 的情 况 下 降低 共 采 用 高 通 滤 波 电路 滤 除直 流 分 量 等 低 患 者 的 诊 断 提 供 重 要 的 参 考 依 据 。心 电信 模 信 号的干 扰 …。 频 干扰 信 号 。 电路 图如 图４ 示 。 电容 Ｃ和 所 ， ， 号 数据 的 采 集 和 处 理 是 心 电监 护 的核 心部 仪器 运 放Ａ ６ ０ 成前 置放 大 电路 ，它 ｃ取相 同 的值Ｃ 电阻Ｒ 和 Ｒ 取 相 同的值 Ｒ Ｄ２构 分 ，采集 到形 态 良好 的心 电信 号 ，对于 后续 的增 益主 要 由管 脚 １ 和管 脚８ 间 的 电阻Ｒ确 该滤 波 电路 的截止 频率 为 ： 之
基于AD620芯片的心电信号检测电路设计
扰。主放大电路的主要作用是进一步放大心电信
号 ， 其达 到 Ａ Ｄ转换 器所要求 的电平 。 使 ／
前 置 放 大 电路 卜 带 通 滤 波 电路 — － ５ Ｈ 陷 波 器 一— 主 放 大 电路 ．— 一 ● ． ０ ．
（ ＡＤ６ ０ ２ ） （． Ｈ￣０Ｈ ） Ｏ ５ ｚ１０ ｚ ０
关键 词 心 电信 号
Ａ ６０ 带通 滤波 陷波 器 Ｄ ２
１ 概 述
心 电信 号 的检测 和分 析作 为生物 医学仪 器研 究 的重点 ， 其发展 与模 拟 电子技术 紧密 相关 ， 且 并
２ 心 电信 号检 测 遭 遇 的干扰
２ １ 工频 干扰 ．
心 电信 号是一 种 低 频 微弱 信 号 ， 幅度 范 围 其
：
图 ４ 心 电信 号 检 测 电 路 的原 理 框 图
３心 信 检 电设 分 电 号 测 路 计析
３ １ 前置放 大 电路 ．
号惹 喜 ０Ｈ。 ， 的墨 墨 ． ｏ 间 ｏ ０之对 ５ Ｈ
放大 器的频 带要 求并 不严 格 ， 对前 置 放 大器 的 而
为 １ｗ ３ Ｖ， ０ Ｖ～ ｍ 频率范 围是 ０ ０ Ｈ 一１０ ｚ人 ．５ ｚ ０ Ｈ ，
体 源 的阻抗 一般较 大 ， 达几 ｋ ～ 十 ｋｌ这些 可 ｎ 几 ｌ，
都将给心 电信号的采集带来 困难和误差。心电信
号 测量 的干扰 噪声 主要 以下 干扰 叠加 造成 ：
由于试验 室 、 房 、 病 手术 台等场所 和仪器 设备 用 的都是 市 电 ， 此 ５ Ｈ 因 ０ ｚ的 工 频 干 扰 是 不 可 避 免的。
涉及微弱信号采集 、 信号分析、 低噪声和抗干扰技
术及人机接 口技术等相关领域。传统的心电信号
心电信号特点及其采集电路的设计方法
心电信号特点及其采集电路的设计方法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。
心电检测电路图
心电检测电路图
以下以普通型的心电检测电路为例做一简单介绍，如图：
普通型心电检测电路
图是INA115在心电检测电路中的实用电路。
放大器的正负输入通过心电传感器分别接到人体的左臂(LA)与右臂(RA)上，与运放N和电阻R1"R4组成的驱动网络接到人体的右腿(RL)上，构成“浮地”。
由于生物信号很弱，加之有极化电位，所以该级的放大倍数不宜太高，一般取在10"100之间，并且只能作为前置放大用，为了检测安全，后级一般应再采用隔离放大电路进行隔离，且该级的电源电压最好应采用隔离电源模块进行提供，以达到电源及信号的完全隔离。
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毕业论文(设计)题目:心电信号检测电路的设计目录摘要 (1)Abstract (1)1 引言 (2)2 心电信号的特征、检测电路的要求以及心电图导联 (3)2.1 人体心电信号的特征 (3)2.1.1抑制干扰的措施 (3)2.1.2 降低噪声的措施 (4)2.2 心电信号检测电路设计要求 (4)2.3 ECG导联方式 (4)3 心电信号检测电路的整体制作 (6)3.1 ECG前置放大器 (6)3.1.1 AD620AN实际放大倍数以及共模抑制比的测量 (8)3.1.2 有源低通滤波电路 (9)3.2陷波电路 (10)3.3 安全隔离 (13)3.4 补偿跟随 (15)4 总结 (15)致谢 (16)参考文献 (16)心电信号检测电路的设计摘要：心电信号检测电路是各种心电监护仪中的核心组成部分，其性能的好坏直接影响心脏疾病的准确诊断和治疗，因此心电信号检测电路的精确性和可靠性是至关重要的。
针对心电信号具有的特殊性、微弱性和易受干扰等特点，本心电信号检测电路由高性能单片集成的仪器放大器AD620组成的前置放大电路、50HZ双T 陷波电路以及以6N136为核心的光电隔离电路构成 ,从而使该电路具有高输入阻抗、高共模抑制比、低噪声、低温漂和高信噪比等特点,很好地满足心电采集设备的要求，电路简单可靠，可行性强。
关键词：心电信号检测；前置放大；陷波；光电隔离The Manufacture of ECG circuit designAbstract: The Manufacture of ECG circuit is the core component of the ECG monitor, the quality of the system directly impacts on the accuracy of diagnosis and treatments about heart diseases, therefore the accuracy and reliability of ECG detection system is very important.Due to the particularity and weak and easily distracted of ecg signals, we use high-performance single-chip AD620 formed the ECG preamplifier circuit, double T-notch filter circuit and high speed data transmission photoelectric isolation circuit to design the Manufacture of ECG circuit,which make this circuit has high input impedance, high common mode rejection ratio, low noise, low temperature drift and high signal-to-noise ratio characteristics, such as well meet the requirements of ecg acquisition device, with the advantages of simple and feasibility.Key words: ECG detection; preamplifier; filter;Photoelectric isolation1 引言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的。
现今检测心电信号的主要方法是提取体表任意两点的心电电位差形成的周期性曲线，即心电图ECG。
它反映了心脏兴奋的产生、传导和恢复过程中的生物电变化[1]。
心脏活动时，心肌产生生物电信号，将其记录下来的曲线称为心电图。
电生理学证明，心电图实际上是描述心脏激动(兴奋与恢复)的整个过程中，由这个激动而引起休表任意两点间变动着的电位差曲线。
正常人的心电图中每一个心动周期有五个波，各为P、Q、R、S、T波(还可能有一种很小的u被)。
这些波形的幅值、时间间隔都有一定的范围。
既然心电图能反映心脏在兴奋与恢复的整个过程中的电现象，反过来，我们可以从这些电现象中分析和推断机体的生理和病理状态。
临床心电图学，就是通过分析心电图各波形，结合其它临床资料，给以适当的解释，以辅助临床诊断的学科。
例如，我们可以从P波的时限、波向、幅值来辅助诊断左右心房疾患；从Q、R、S波、ST段以及T波的显著改变来辅助诊断心室肌病变、心肌梗死、梗死前兆及病变部位的定位等。
同时，心电图更能准确地反映出各种心律失常疾病。
有时，在进行一些重要手术时，还可以根据心电图的临床监测，指导手术的进行，提示必要的药物的合迎使用。
因此，近几十年来，心电图在临床中得到了愈来愈广泛的应用[2]。
20世纪80年代美国成功研制了利用电话线来传输心电信号的监护设备[3]。
之后美国George Washington大学研制出基于Palm型掌上电脑的心电记录仪,可以记录三导心电数据,在掌上电脑上实时显示心电图[4]。
Nelwan等开发了使用无线PDA作为心电发送工具的心电监护仪器[5]。
心电采集系统是各类心电监护仪器不可或缺的重要组成部分，研究和分析心电信号检测放大电路对提高心电监护仪的综合性能有着很大的实际意义。
本设计主要是针对人体特点制作一个方便易行和调试简单的ECG检测放大电路。
2 心电信号的特征、检测电路的要求以及心电图导联2.1 人体心电信号的特征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；属低频信号，且能量主要在几百赫兹以下（如表1所示) ；3、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4、干扰信号与心电信号本身频带重叠(如工频干扰)以及各种噪声的影响（如1/f噪声、热噪声和散粒噪声等)。
表 1 人体心电图描记2.1.1抑制干扰的措施虽然表面上50Hz干扰源没有与测量电路直接连接，但是干扰依然存在，它通过各种耦合途径进入测量电路。
主要的耦合途径有[6]：（1）电容性耦合是由于导线和导线之间以及导线与元件、结构件之间都存在着分布电容，一个导体上的干扰电压通过分布电容使其他导体上耦合出干扰电位的现象。
另外人体也是一个良导体，人体与50Hz电源电线之间存在分布电容，同样能引入电容性耦合干扰。
（2）电感性耦合即磁场耦合，是干扰电流产生的磁通随时间变化而形成的干扰电压。
测量系统内部的闭合回路或线圈是形成干扰电压的主要原因。
抑制电磁场干扰的主要方法是合理接地与电磁屏蔽两种。
合理接地是抑制电容性干扰的最好方法，原则是正确的一点接地。
测量仪器的接地应从三方面考虑：一是仪器供电系统的安全接地，称为保护接地；二是所设计电路系统的工作接地；三是输入回路或敏感回路的接地。
接地不正确是生物医学测量失败的主要原因。
电磁场屏蔽是指在测量系统工作区域加以金属封闭隔离层，用以屏蔽从其他区域传播来的电场或磁场辐射干扰。
2.1.2 降低噪声的措施噪声指的是测量系统内部由器件、材料等本身物理因素所产生的自然不稳定扰动（包括电压和电流噪声）。
噪声和干扰对于测量系统的危害是相同的，但噪声是电路内部固有的，不能用诸如屏蔽、合理接地等方法予以消除。
为了减小噪声的影响，提高测量的信噪比，对于各种噪声采用不同的措施：（1）1/f噪声是由于不同材料之间不完全接触形成起伏的电导率产生的。
各种有源器件在制作工艺过程中存在缺陷都是1/f噪声的主要成因。
因此改善器件制作工艺，能从根本上降低分立元件的1/f噪声。
（2）热噪声是由导体中载流子的随机运动引起的。
它是普遍存在的，通常是用降低温度的方法来削弱热噪声。
在保证信号不失真情况下，应尽量减小测量系统的频带宽度，或者电阻尽可能小，避免增加额外的热噪声。
（3）散粒噪声是由半导体器件中载流子扩散到基区的不一致，使流过的载流子数目发生起伏，从而引起电流的无规则变化。
它只与流过半导体PN结有关，所以二极管、三极管和集成运算放大器等存在散粒噪声，散粒噪声电流的均方值与测量系统的频带宽度成正比。
在一定条件下减小测量系统的频带宽度可降低散粒噪声对检测的影响[1]。
2.2 心电信号检测电路设计要求心电信号检测电路，应达到的指标：1.具有较高输入阻抗>1MΩ;2.放大器差动增益约为1000（60db）;3.具有较高的共模抑制比（CMRR>80db）;4.等效输入噪声<10uv；5.频带范围0.05hz～100hz；2.3 ECG导联方式临床上为了便于比较所获得的ECG波形,对测定ECG的电极位置、引线与放大器的联接方式有严格的统一规定,称之为心电图的导联系统。
临床心电信号主要从体表收集,如将测量电极安置在体表相隔一定距离的两点,构成一个导联,可测量出心电在体表的电位差。
Einthoven 于1903 年提出了标准双极肢体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ导联;1934 年Wilson 引入了以中心电端WCT为参考的V1～V6单极胸导联;1942 年Goldberger 改良中心电端,提出了aVR、aVL 、aVF 单极加压肢体导联。
经过长期临床实践,目前确立了标准12导联系统的常规地位。
各肢体导联结构如图1、图2所示[7]。
对于图1标准双极肢体导联：Ⅰ导联的心电信号定义为心脏活动时，传导到左手和右手的心电电位之差；Ⅱ导联是传导到右手和左脚之间的电位差；Ⅲ导联是传导到做事和左脚之间的电位差，三者构成一个三角形。
命右手、左手、左脚心电电位为U R、U L和U F，导联组合原理为：Ⅰ=U L-U RⅡ=U F- U RⅢ= U F-U L单级加压肢体导联比双极导联多了一个网络中心点，同理可得其导联组合原理为：aVR=UR-(U L+U F)/2aVL=U L-(U R+U F)/2aVF=U F-(U L+U R)/23 心电信号检测电路的整体制作根据前文所述，心电信号属于低频、微弱和强噪声背景下的自然信号。
这就要求测量系统必须能及时准确地提取信号，放大信号并消除干扰噪声，将所提取的心电信号无失真的映射到可视化终端。
总体结构框图如图3所示。
图3 心电采集系统基本结构框图人体组织是一个容积导体，心电信号可以传递到全身各处，不仅可用心脏电极测量心脏本身的电信号，也可由体表电极测量。