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 design

Abstract: 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 isolation

1 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。