脑电信号采集方案选择课件

脑电信号的特点主要有三个: 1.频率范围从1Hz到100Hz ; 2.信号微弱,幅度5μV到100μV; 3.信号的源阻抗高,易于受外界信号干扰。
脑电信号采集方案选择
脑电信号采集电路的模块分析
信号输入
前置放大
一级限波
A/D转换
二级限波
二（三）级放大
脑电信号采集方案选择
高低通滤波
前置放大电路的选择
50Hz陷波器的设计和选择
方案三：基于UAF42通用滤 波芯片的陷波器。内部原理 如右图。
具有以下特点： 1.通用性强，可根据需要设计 成高通、低通、带通和带阻 滤波器。 2.设计简单，BB公司专门设 计了一个软件，可以方便灵 活地设计各种不同类型的滤 波器。3.具有高精度频率和高 Q值。 4.片内集成高匹配电容。
目前，对于脑电信号的测量，在时间的维度， 可以获得很高的解析率。然而，在空间的维度，得到 的分辨率却很低，这依赖于在头皮上安置电极的数量。
由于脑电信号的固有特性及环境因素使得脑电 信号背景噪声比较复杂，有50 Hz工频干扰、心电伪迹、 肌电干扰、基线漂移、电极与皮肤的接触噪声以及周 围其他仪器的电磁干扰等。因此，要求采集系统具有 高输入阻抗、高共模抑制比、低噪声放大，并能从强 噪声中提取弱信号的高质量滤波措施等。
50Hz陷波器的设计和选择
方案二：对元器件偏差不 敏感的陷波器
MAX4075内部集成了高匹 配度的电阻，使陷波器的精度受 到R1、R2、C1、C2影响，而陷波 深度只受到芯片内部的集成电阻R 的影响。
脑电信号采集方案选择
50Hz陷波器的设计和选择
信号频率为50Hz时的仿真 效果图
脑电信号采集方案选择
LPF:200hz
脑电信号采集方案选择
50Hz陷波器的设计和选择
•
方案一：设计一个前级
截止频率为50Hz的输出反向
180°的带通滤波器和一个后
级增益为一的加法器，使通过
带通滤波器的信号与原信号相
加得到陷波效果。
脑电信号采集方案选择
50Hz陷波器的设计和选择
信号频率为50Hz时的仿真 效果图
脑电信号采集方案选择
脑电信号采集方案选择
50Hz陷波器的设计和选择
实际中为保证精确度，采用 两片芯片级联的方式，两片 芯片都采用软件提供的PP4模 型。（如右）
脑电信号采集方案选择
50Hz陷波器的设计和选择
脑电信号采集方案选择
结论
前置放大器可 以在方案二和三之间 选择。
方案二的优点 为成本低，电路较简 单，缺点为集成度低， 电路受元件影响大。
• LM324构成阻容耦合电路放在两 级放大器之间，起隔直通交的作 用。同时，由于前置放大器的输 出阻抗很低，还采用了共模驱动 技术，避免了阻容耦合电路中的 阻容元件参数不对称导致的共模 干扰转换成差模干扰的情况发生。 构建了一个阻容耦合电路 ，
脑电信号采集方案选择
前置放大电Leabharlann Baidu的选择
• 方案三：利用TI公司生产的专用EEG （脑电信号采集）芯片ADS1298直接 搭建
脑电信号采集方案选择
高、低通滤波器的设计
• 高通滤波器的截止频率设计为0.5Hz
• 低通滤波器的截止频率设计为100Hz
•
低通滤波器为了加
快衰减，采用了二阶巴特沃低通滤波。
• RC滤波器截止频率的计算：
•
脑电信号采集方案选择
高、低通滤波器的设计
HPF:0.5hz
LPF:100hz
HPF:0.2hz
•Thank You @ Here！
脑电信号采集方案选择
脑电信号采集方案选择
前置放大电路的选择
• 方案一：采用低噪声、低漂移的精密 仪表放大器仪表放大器AD620直接作 为前置放大器
• 由于瞬间电极信号存在，放大倍数控 制在50倍左右。
脑电信号采集方案选择
前置放大电路的选择
• 方案二：采用两个OP07与AD620 构成的仪表放大电路共同作用。 其中信号经过并联差分放大电路 后放大5倍，然后再经过AD620即 可放大较大的倍数。
脑电信号采集电路的方案选择
•张晶瑜
脑电信号采集方案选择
Contents
脑电信号的特征 脑电信号采集电路的模块分析 前置放大电路的选择 高、低通滤波器的设计和参数计算 陷波器的设计 结论
脑电信号采集方案选择
脑电信号的特征
大脑是人类思维活动的中枢，是接受 外界信号，产生感觉，形成意识，进行逻辑思 维，发出指令，产生行为的指挥部。通过研究 脑电信号(EEG)可以了解脑活动的机制及人的认 知过程，也是诊断脑疾患的重要手段。
方案三的优点 为芯片是专用芯片， 集成度高，有生产的 成品做保证。缺点为 成本高。
脑电信号采集方案选择
陷波器的方案选择上来 说，方案三较方案一、二具有 内部集成的高精度电容，用其 设计的陷波器具有调试方便对 元件精度要求不高的优点。
此外，UAF42本身具有 集成度高、可靠性高和设计灵 活的特点，利用生产厂的计算 机辅助设计软件还可以提高 UAF42的设计效率。缺点为成 本高。