简易心电图仪的设计【文献综述】
便携式心率监测仪文献综述
便携式心率监测仪文献综述文献综述一、目的和意义便携式医疗设备正不断改进数以百万计患者的医疗保健条件。
未来，还将有众多能显著改善医疗效果的创新型医疗应用产品。
多年来，心率检测仪在心血管疾病的研究和诊断方面发挥出显著的作用，它们所记录的心脏活动时的生物电信号，已成为临床诊断的重要依据。
目前，检测心率的仪器虽然很多，但是体积大，功耗大，不易于携带。
有些医院使用的各种心率监测仪器抗干扰性差，开发成本高，价格昂贵，即便用于心率信号采集的传感器也价格不菲。
如果心率监测的仪器能够做到体积小，制作成本和销售价格低、操作简单，能被普通家庭患者接受，这无疑为临床诊断和个人保健使用提供了方便。
因此，设计一种成本低廉，可随身携带，可长时间记录，显示和存储心率值，可与微机通讯并具有较强抗干扰能力的心率检测仪是十分必要的。
基于此，本文探究研发了一种体积小，操作简单，适合家庭和社区医疗保健使用的便携式心率检测仪。
二、国内外现状心电监护（ECG Telemonitor）的历史，可以追溯到上世纪初。
1903年，“心电图之父”荷兰教授Einthoven通过1500米的电缆线，记录了世界上第一份完整人体心电图，这在后来被广泛认为是心电监护的雏形。
其后数十年间，伴随冠心病等心血管疾病的大肆流行，心电采集和监测技术得以迅猛发展。
最早，医务人员对ECG的监测和需求，是从危重病人抢救开始的。
1933年Hooker首次进行实验动物心脏复苏，通过密切观察心脏跳动状况，来总结和判断病人的危重抢救效果。
1943年Claude Beek首次在手术室内实施电除颤，开始ECG的监测和临床应用。
1952年Zoll首次推出心脏起搏术，通过对心脏功能未完全恢复的病人进行起搏、监护，使病人得以康复。
1956年体外除颤仪问世，提高了危重病人抢救的存活率。
1960年Kauwenhoven报道胸外心脏按摩有效，心脏复苏技术日渐成熟。
1960年研发的持续床边ECG监测仪，能够适时不断地监护病人的ECG状况，使得心脏病人及危重病人得以密切和连续的被观察，同时帮助医务人员能对病人的心电情况做出连续的分析和判断。
简单心电图仪设计论文
简易心电图仪摘要：本系统主要以TI公司的低功耗msp430单片机为控制核心，由放大电路、右腿驱动电路、滤波网络、心电波形显示、存储与回放等模块组成。
利用高精度仪表放大器INA128和精密放大器OP07级联的方式对两路心电信号放大。
采用有源高低通滤波电路对心电信号进行综合处理。
设计还采用了右腿驱动电路抑制干扰，提高了放大器的共模抑制比。
单片机和液晶显示器实现了对心电波形的显示、存储与回放。
最终达到各项指标的要求，实现了低功耗的特点。
关键字：示波器滤波网络右腿驱动OP07 NE5532目录一、绪论 (3)（一）研究背景 (3)（二）心电图仪的发展现状 (3)（三）研究意义 (4)二、总体设计 (4)（一）便携式要求 (4)（二）设计框图 (5)三、硬件设计 (5)（一）电极的选择 (5)（二）导联方式的选择 (6)（三）放大电路 (7)（四）滤波网络 (8)四、软件设计 (9)（一）软件设计框图 (9)（二）程序源代码 (11)五、测试 (11)（一）测试仪器 (11)（二）系统测试 (11)（三）测试结果 (12)附录 (13)附录一 (13)附录二 (13)一、绪论(一)研究背景有很多病情较轻或者处在康复期内的心脏病患者，在较长时期内都离不开心电监护系统；或者有些心脏病偶发患者需要长期、连续观察心电参数，以捕捉某一瞬间出现的症状；也有些偏远地区的医院遇到疑难病症，病人在较长时间内需要得到上级医院专家的观察。
基于上述情况，开放一种便携的家用心电图仪，使得病人在家里可以观察并记录自己的心电信号，以备医生检查需求。
本设计介绍的就是一款体积小、重量轻、成本低、质量高、操作简单的便携式心电图仪。
(二)心电图仪的发展现状20世纪80年代心电图仪的特点是小型化、记录时间长，回放系统使用了计算机，并能够准确计算心率、异位心搏和ST段改变，打印系统已经普遍配备激光打印机。
20世纪90年代后的心电图仪的特点是体积小、佩戴舒适、存储容量打、电波保真度搞等。
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。
简易心电图仪设计(课程设计)
重庆理工大学《生物医学工程》课程设计报告题目：简易心电图仪的设计班级：生物医学工程11级学号：**********名：***指导老师：周奇、陈国明日期：2014年9月摘要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。
人体心电信号的主要频率范围为0.05Hz~100Hz，幅度约为0~4mV，信号十分微弱。
由于心电信号中通常混杂有其它生物电信号，加之体外以50Hz 工频干扰为主的电磁场的干扰，使得心电噪声背景较强，测量条件比较复杂。
为了不失真地检出有临床价值的干净心电信号，往往要求心电数据采集系统具有高稳定性、高输入阻抗、高共模抑制比、低噪声及强抗干扰能力等性能。
本设计利用集成仪表放大器AD620和滤波电路设计了一种符合上述要求的简易心电图仪。
关键词：心电图干扰 AD620 滤波AbstractElectrocardiogram is commonly used in clinical disease diagnosis of auxiliary means. Ecg data acquisition system is electrocardiogram checking of the key components. The main body ecg signal frequency range is 0.05 Hz ~ 100Hz, amplitude is approximately 0 ~ 4mV, signal is very weak. Because electrocardiosignal usually mingled with other biological signals, coupled with the in vitro in 50Hz power frequency interference of electromagnetic interference, mainly making ecg noise background stronger, measuring conditions are complex. In order not to distortion to detected with clinical value of ecg signal, clean often ask ecg data acquisition system with high stability, high input impedance, high common mode rejection ratio, low noise and strong anti-jamming ability, such as performance. This design using integrated instrumentation amplifier AD620 and filter circuit design a kind of to satisfy the above-mentioned requirements of simple ecg apparatus.Keywords: electrocardiogram interference AD620 filtering目录摘要 (2)Abstract (3)目录 (4)1、设计要求 (5)2、方案设计 (5)2.1理论分析及芯片选用依据 (5)2.2设计方案论证 (6)2.2.1输入回路噪声抑制设计 (6)2.2.2 前置放大模块 (6)2.2.3 滤波网络模块 (7)3、系统实现 (7)3.1主要单元电路设计 (8)3.1.1前置放大模块及右腿驱动电路 (8)3.1.2 主放大器电路 (8)3.1.3 滤波电路................................................................................................. 错误!未定义书签。
一种基于单片机的简易心电图仪设计-
一种基于单片机的简易心电图仪设计-
心电图仪是一种用于检测人类心脏电传导情况的医疗设备。
随着科技的不断发展，单片机技术已经逐渐被应用在心电图仪的设计中。
本文将介绍一种基于单片机的简易心电图仪设计。
1. 设计思路
本设计采用单片机作为主控制器，通过采集人体心电信号转化为数字信号进行处理。
具体实现过程如下：
（1）通过心电传感器采集人体心电信号，将信号转化为模拟信号。
（2）将模拟信号通过运算放大电路，使其变为数字信号。
（3）通过单片机将数字信号进行处理和分析，并将结果通过显示屏进行呈现。
2. 设计过程
（1）硬件设计
硬件设计包括传感器电路、模拟电路、通信接口和显示屏等。
其中，传感器电路用于采集心电信号，模拟电路用于将模拟信号转换为数字信号，通信接口用于与主控制器通信，显示屏用于显示处理后的心电信号。
（2）软件设计
软件设计主要包括单片机中的程序设计和信号处理。
程序设计需要对心电信号进行采样、滤波、放大、数字化等处理，以保证采集到高质量的心电信号。
信号处理过程中需要进行适当的算法处理，比如检测心脏跳动次数、识别心跳节律等。
3. 总结
本文介绍了一种基于单片机的简易心电图仪设计。
该设计具有硬件简单、软件易实现、数值精准等优点。
虽然其无法取代专业心电图仪，但其可方便地用于居家医疗和自我监测等方面，成为日常健康管理的重要工具。
简易心电图仪
简易心电图仪摘要：本设计是由以下几个功能模块组成：直流稳压电源、前置放大电路、双T陷波电路、主放大电路、单片机最小系统等组成，实现了对心电弱信号的提取和放大，在示波器上能比较清晰的显示其波形。
通过单片机最小系统对波形进行存储和回放，并提供简单的人机交互界面，方便用户操作。
一.方案比较与论证1.微小信号放大方案三采用低功耗，高精度的仪表放大器——INA128。
其具有良好共模输入抑制能力，CMR大于120dB，可以满足心电图仪对运算放大器的CMR≥80dB的要求。
而且INA128电路连接简单，只需一个外接电阻就可以调节增益，可以完成1～10000放大倍率的设定，满足使电压放大倍数为1000倍的要求。
同时，INA128对直流电源的要求非常低，甚至只需2.25V的直流电源就可以正常工作，静态电流只有700uA,功耗非常低。
所以在微小信号放大部分选择仪表放大器INA128。
2.心电信号处理部分由于心电信号属于低频小信号，易受干扰，而且带宽范围较小，为0.05Hz~100Hz,所以必须对所采集的信号进行高通，低通，陷波处理。
（1）滤波器的设计方案二采用压控电压源滤波器，集成运放为同相输入接法，因此滤波器的输入阻抗很高，输出阻抗很低，滤波器相当于一个电压源，其优点是电路性能稳定，对元件变化的敏感度较小，增益容易调节。
综合上述分析与讨论，考虑到本设计的功能和性能要求，在滤波器的设计上，选择压控电压源滤波器。
（2）陷波处理本系统要除去工频50Hz的干扰，需要对混杂在心电信号里的50Hz作尽可能大的衰减处理。
因此采用双T网络陷波电路。
二.总体框图图3 总体框图三.总体电路图图4 右腿屏蔽驱动电路图5 仪表放大电路图6 高通滤波器图7 100Hz低通滤波器图8 500Hz低通滤波器图9 50Hz陷波电路图10 末级放大电路图11 电源电路三.单元电路设计1.稳压电源对本设计而言，电源需要极小的纹波。
题目要求直流稳压电源输出交流噪声<3mv。
简易心电图仪
题目：简易心电图仪姓名：昌磊学号：20121004148 班级：076121摘要：本简易心电图仪由前置放大电路、抑制共模信号电路、低通滤波电路、工频50Hz的带阻滤波电路及数字信号处理、存储模块构成。
本设计前级采用差分式仪表放大器INA128,用于放大在人体体表采集的微弱心电信号，中间级采用双T陷波滤除50Hz工频干扰，再经过高通、低通滤波和末级放大实现心电信号的测量。
并使用MSP430单片机AD采样，将采样信号存储到flash中存储，再通过DA转换输出到示波器，可以形象直观地反映心电信号，并且通过键盘控制实现心电波形回放功能。
关键字：简易心电图仪，INA128，MSP430，flash存储器一、方案论证与比较心脏跳动产生的电信号，使身体不同部位的表面产生的电位变化，将其记录下来就可以得到心电图（Electrocardiograph ,ECG）。
心电信号的特点：信号十分微弱，常见的心电频率一般在0.05～100Hz之间，能量主要集中在17Hz附近，幅度小于5mV，心电电极阻抗为1~50KΩ。
这三组基本参数，是设计心电图仪的主要依据。
在检测生物电信号的同时存在强大的干扰，主要有电极移动引起基线漂移(一般小于1Hz)，电源工频干扰(50Hz)，肌电干扰(几百Hz以上) 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。
电极极化电压引起基线漂移是由于测量电极与生物体之间构成化学半电池而产生的直流电压，最大可达300mV，因此心电放大器的前级增益不能过大，而且要有去极化电压的RC常数电路。
因此本系统设计的关键和难点在于抑制噪声。
根据指标要求，本系统由前置放大电路、抑制共模信号电路、低通滤波电路、工频50Hz的带阻滤波电路及数字信号处理模块构成。
1.输入导联模块（1）导联方式为了满足临床诊断的要求，对ECG的电极位置和引线以及与放大器的连接方式有统一规定，称为心电图的导联系统。
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M u ltisim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 development and continuous improvement of livingstandards,peoplewiththeemphasisonhealth,especiallyinrecentyearsatboththeagingofwar have increased, and the incidence of cardiovascular disease arealsorising.Cardi o vascul a r disea s e i s current l y t h e ma i n t hre at t o hum a n lif e has become,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,checktheeconomicburdenof pa tients and can not be checked at any time, anywhere. Therefore the design ofaportabl e, che a p and practica l ECG monit or ing equi pm ent i s of g re a tsig ni ficance.The frequencychanges from 0.05Hz to 100Hz.The electrocardiac signalis inundatedwith50Hzelectricfrequencysignalandother person’s signal.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 ue n c y,high impedance, instability and randomness. With the heart electrical signal input-right leg drive circuit, three-level amplifier circuit - pre-amplification,voltage amplification, power amplification..Given this grim situation, improve the prevention and monitoring of the disease me ans im p er a ti ve.C ons tit ut edbyt heope r ationa l ampli f ierde s igned i n t hi s paperasimple ECG, with a small, portable, practicaldvantages.Key words: Weaksingal ；Op Zoom ；ECG目录摘要 (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M u l 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)3.3.2高通滤波电路的模拟仿真 (19)3.4心电放大电路设计总图 (20)第 4 章总结 (22)致谢....................................................................................................................错误！未定义书签。
便携式心电监护仪设计
便携式心电监护仪设计
一、现有研究现状
自20世纪80年代以来，心电监护仪一直是心血管疾病检测和诊断的
基础设备，在心血管研究领域中发挥着重要作用。
然而，人们对心电监护
仪设备不断改进和升级，使其更紧凑、轻便，方便携带，同时也有助于提
高设备功能和精度，从而使其应用场景更加广泛。
研究表明，目前的心电监护仪通常使用现有设备中的传感器，用于检
测心电活动，并在电极板上录制和分析心电图。
然而，由于器件的体积大，成本高，分析准确度低，设备的可移动性不强，使得心电监护仪在移动医疗、家庭监督以及便携式心电图等方面仍存在一定的不足。
二、设计目的
本设计旨在研发一种新型的、具有更强移动性、功能更强的便携式心
电监护仪，以更有效、更精确地检测心电图并分析诊断，从而改善病人的
健康管理水平。
三、设计参数
新型心电监护仪采用更新的传感器设计，具有更高的准确率和灵敏度，能够更准确地获取心电图信号。
设备采用小型化芯片，能够支持更多样化
的计算机技术，以实现心电图信号处理和数据传输。
简易心电图仪
赛题分析与方案论证本系统的用途是对心电信号进行检测由于心电信号为弱信号方案论证主要集中在数据采集和信号处理部分２０ｍｍ薄铜皮作为与皮肤接触的简易电极关于信号放大的方案论证如下１ＮＥ５５３４等低噪声但从体表采集到的信号除了人体心脏产生的电信号外呼吸以及５０Ｈｚ工频信号等带来的干扰工频干扰引起的共模信号可能远大于心电信号因此共模抑制比心电图仪要求运算放大器的ＣＭＲ不小于８０ｄＢ但用这样的单个运放构成的电路难以达到较高的ＣＭＲ采用低功耗其具有良好的共模输入抑制能力而且只需外接一个电阻就可调节增益便于测量ＩＮＡ１２８对直流电源的要求低静态电流只有７００功耗非常低在小信号放大部分我们选择仪表放大器ＩＮＡ１２８心电信号处理部分由于心电信号属于低频小信号因此必须对所采集的信号进行高通陷波处理高通滤波部分考虑到本系统高通滤波部分的截止频率较低因此选用结构和设计都十分简单的ＲＣ一阶无源滤波低通滤波部分低通滤波可选有源滤波或数字滤波一阶滤波且采用了集成运算放大器同时由于具有缓冲作用幅频特性曲线可达到－２０ｄＢ／１０倍频程此方案仍未满足要求二阶滤波 但幅频特性曲线能达到－４０ｄＢ／１０倍频程它是由多个一阶和二阶滤波器组成的但其电路比一阶和二阶复杂而电阻电容的实际值很难与设计要求精确匹配同时由于不能避免环境因素对电阻电容的影响误差就越大本赛题只对截止频率的精确度有要求因此可以不必选择高阶滤波方案可以通过更改程序中的参数对截止频率进行精确的调节从而精确度得到保证想要得到更好的滤波效果就要求滤波器取更高的阶数乘法的计算速度尽可能大 本系统的数字处理器凌阳６１Ａ单片机可达到４９．５１２ＭＨｚ的时钟频率计数器的时钟源频率最高可以设置为２４．５１２ＭＨｚ而且凌阳单片机的汇编语言中已经有ＦＩＲ算法可以直接应用虽然１６阶的数字滤波器效果不是十分理想但可以起辅助滤波作用由于本系统除了波形处理外因此本系统采用模拟对通过两种标准导联所采集的两路心电信号分别进行以１００Ｈｚ和５００Ｈｚ为截止频率的模拟低通滤波在用单片机采样的同时对其进行数字滤波以避免工频信号干扰陷波处理本系统要除去工频５０Ｈｚ的干扰处理方案集中在两种自适应相关模板法 自适应相关模板法利用工频干扰的相关特性 进而从原始输入信号中减去工频干扰的模板但这种方法算法虽简单但程序设计比较复杂故不采取这个方案网络幅频特性曲线华中科技大学电工电子科技创新中心 韩世明 陈名 许昀本设计应用高精度的仪表放大器ＩＮＡ１２８组成放大电路对心电信号进行放大实现了两路心电信号同时测量显示并配有语音提示功能频特性可知＝ 通过双Ｔ网络具有较强的负反馈网络具有良好的滤波特性 又因为双Ｔ网络具有比ＲＣ串故我们选用双Ｔ网络进行陷波模拟陷波方案比较简易可行系统设计综合以上方案论证与分析１电极采集到的心电信号大约为２０２０ｍＶ１００００倍滤波器部分低通部分 图４为设计低通滤波器的幅频特性曲线Ｆｐｂ （Ｐａｓｓ ｂａｎｄＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）由于赛题要求高频截止频率为５００Ｈｚ滤波器设计采用Ｆｉｌｔｅｒ Ｗｉｚａｒｄ软件衰减１０ｄＢ时对应频率为９００Ｈｚ其设计仿真图与设计电路图如图５所示是经过ＰＳＰＩＣＥ对图４的仿真结果图从图６ｂ可以看出滤波器的截止频率为５００Ｈｚ高通部分 赛题要求心电放大器低频截止频率在设计中保证为０．０５Ｈｚ可用无源的ＲＣ网络来实现陷波部分 由于有工频电源磁场作用于导联与人体之间的环行电路微弱的心电信号往往被湮没在相对比较大的噪声干扰中为此我们使用了陷波器祛除５０Ｈｚ的工频干扰由于电阻电容值无法完全匹配设计参数于是我们通过将输出信号以反馈的方式作用于输入端使得陷波的效果更好３１而没有外挂键盘同时通过Ｉ／Ｏ口之间的连接控制另一片单片机做语音提示２而本系统所用的凌阳ＳＰＣＥ６１Ａ单片机有３２ｋｗｏｒｄｓ的片上ｆｌａｓｈ序所用的ｆｌａｓｈ外因此可利用片上ｆｌａｓｈ进行波形存储采样频率约为３ｋＨｚ为保证不与存储的程序代码冲突理论存储时间为 ６．６７ｓ我们使用的是凌阳６１Ａ单片机片上的ＡＤＣ３．３Ｖ其最小值为－１Ｖ左右２Ｖ的可调加法器将心电信号偏置到０保证能采集到全部的心电信号使存储的心电信号更为清晰屏蔽盒考虑到心电信号极其微弱周围有许多计算机尽管我们在前述的设计当中已尽量地排除了干扰我们还为信号采集与放大部分加上了屏蔽盒我们用黄铜皮做了一个方形的外壳加在电路板外测试表明效果有所改善测试仪器与测试结果１数字示波器ＴｅｋｔｒｏｎｉｘＴＤＳ１００２直流稳压电源ＤＦ１７３１ＳＬ１ＡＴＡ２我们进行了测试１用示波器来检测其输出电压波形得到增益测试数据如表１结果分析５％的范围内１０Ｖ的要求２理论截止频率５００Ｈｚ频率调节范围为５０用示波器测量输出电压峰－峰值频带内响应波动指标测试为了减小工频干扰我们引用了陷波电路自然也就不能满足题目对３ｄＢ之内直流稳压电源测试 因为示波器在测量毫伏级的信号时误差较大在给放大器供电情况下共模抑制比测试由于选用的是仪表放大器ＩＮＡ１２８因此能满足题目对的要求６将电极安装在相应部位清洁皮肤表面并叮嘱被检测人员保持平稳呼吸以减小基线漂移测试得到心电信号与题目要求非常近似未及时记录一路为１００Ｈｚ低通滤波其中用１００Ｈｚ低通滤波的波形明显比５００Ｈｚ低通滤波的波形清晰７并按键进行存储存储完毕按键回放波形从而验证了波形存储回放功能我们把注意力主要集中在滤波器的设计和调试上但完全照搬也不能达到预想的效果因此我们的做法是在关键的地方用可调器件只要正确地调节就能达到指标要求在２００４年湖北省大学生电子设计竞赛Ｂ题的参赛队中电路的大部分技术指标达到了题目要求可在普通示波器上清晰该设计中应用了集成仪表放大器采用模拟有源滤波电路和数字滤波技术设计报告中理论推导与计算基本正确点评专家华中科技大学生命科学与技术学院教授全国大学生电子设计竞赛湖北省专家组成员。
便携式心电图仪器的设计
便携式心电图仪器的设计DeclarationElectrocardiogram (ecg) in the treatment of disease has played a vital role in the process of, its operation is simple, reliable diagnosis, and without negative effect on the patient. In the modern medical treatment plays a more and more important role. But, we know that routine electrocardiogram instrument can only be a small amount of access to information on the dynamic heart, and heart disease often for emergencies, therefore in the limited time find the possibility of abnormal heart activity is minimal, developed a kind of portable portable ecg instrument is necessary.摘要心电图在治疗疾病的过程中起到了至关重要的作用，其操作简单，诊断可靠，并且对病人没有负而影响作用。
其在现代医学治疗中发挥着越来越大的作用。
但是，我们知道常规性的心电图仪器只能少量获取有关心脏动态的信息，而心脏病往往为突发事件，因此在有限的时间内发现心脏活动异常的可能性也是极小的，研制一种便携式的可以随身携带的心电图仪器显得尤为必要。
关键词：便携式，心电图仪器，设计1.心电图仪器的基本结构1.1输入电路:输入电路山电极、导联线、滤波保护电路、导联选择器等部分组成。
心电图仪设计综述
殊 部 位 的 电 极 采 集 心 电 信 号 ， 身 体 产 生 的 心 电 信 号 幅 度 只 有 几 个 毫 伏 ，通 过 连 接 在 身 体 特 定 位 置 的 电
电 极 （０条 线 ） 所 以 要 仔 细 判 断 所 １ ， 使 用 的 “ 联 ” 导 。 除 了 生 物 信 号 外 ，多 数 Ｅ Ｇ 还 Ｃ
时 侦 测 是 否 存 在 起 搏 信 号 ， 以 防 干 扰 其 他 心 电 信 号 。 第 二 种 人 工 信 号 用 于 检 测 “ 联 脱 落 ” 即 电 极 的 接 导 ，
触 不 良 。许 多 Ｅ Ｇ 需 要 在 电 极 接 触 Ｃ
显 示 器 、 印 硬 件 拷 贝 、 线 （ Ｆ 连 打 无 Ｒ）
接 以 及 电池 充 电 等 。
病 人 监 护 仪 、自动 体 外 除 颤 器 （ Ｅ Ａ Ｄ）
等 ， 图 １所 示 。 如 所 有 Ｅ Ｇ 都 通 过 连 接 在 身 体 特 Ｃ
导联数（ 数） 导
最 显 著 的特 性 之 一 是 导 联 数 ，
关 键 词 ：Ｅ Ｇ； Ｋ 心 肌 电 信 号 Ｃ Ｅ Ｇ；
心 电 图 ｆ Ｃ 或 Ｅ Ｇ） 于 测 量 Ｅ Ｇ Ｋ 用 极 ， 可 以 从 不 同 的 角 度 观 察 心 电 活
随 时 问 变 化 的 心 肌 电 信 号 ， 并 将 测 量 结 果 用 图 形 显 示 出来 。 Ｅ Ｇ 的 应 Ｃ
备 到 超 过 ５０ ０美 元 、 大 小 与 传 真 ０
般 称 为 “ 联 ” 或 “ 道 ” ， 个 １ 导 （ 通 ）一 ２ 导 联 的 Ｅ Ｇ设 备 具 有 １ Ｃ ２个 独 立 的
第2组 简易心电图仪
简易心电图仪摘要本系统主要由前置放大器、低通滤波器、信号处理器和信号显示器等几部分组成，可实现微弱心电信号的检测、存储、回放等功能。
心电测量单元电路采用低功耗、高精度的仪表放大器INA2331来对输入的心电信号进行放大，再进行低通滤波，滤去人体高频生物电，同时采用右脚屏蔽驱动电路，消除50Hz的工频信号干扰，最后在示波器显示清晰的波形。
经放大处理后的心电信号通过AD7818模数转换器转换成数字信号，送入HM62256ALP-10存储器，当需要回放时，直接将HM62256ALP-10存储器的数字信号读出来，然后通过数模转换器TLV5616转换成模拟信号，在示波器上显示回放的波形。
一、系统总体设计通过对题目的仔细探讨分析，考虑到其他的一些因素，我们给出系统整体设计框图如图1所示，包括信号的采集放大模块、滤波网络模块、数字处理模块和显示模块。
接收心图1 整体设计框图二、系统方案的论证与比较1、心电信号放大器的方案论证方案一：采用具有一定精度的普通型的低噪声运算放大器OP07、NE5534等，但是从人体表采集到的信号除了有微弱的心电信号之外，还有一些诸如50Hz 工频干扰信号、肌电信号以及呼吸带来的干扰信号等，这些信号在一定程度上严重影响了系统对心电信号的分析。
本设计中的心电图仪共模抑制比要求≥60dB,上述的运算放大器虽然能够满足心电图仪的要求，但是为了得到较好的图形，我们希望共模抑制比能够更高；方案二：采用INA2331芯片，它的优点有超低功耗和轨对轨，并且具有良好的共模抑制能力，它的共模抑制比能够达到90dB以上。
人体的心电信号非常微弱，INA2331是一个高精度仪表放大器，INA2331在处理心电信号时可以有效的放大心电信号。
通过对上述方案的比较，我们选择方案二。
2、心电信号的滤波方案论证人体的心电信号的幅值约为20μV~5mV，频带宽度为0.05Hz~500Hz，当然频率的上限可由我们制作的滤波器来选择，但心电信号相对于其它的干扰信号（比如工频50Hz的干扰信号）而言非常微弱，很容易受到外界的干扰，因此我们必须对所采集的心电信号给予高通滤波、低通滤波的处理。
简易心电图设计报告
简易心电图仪摘要本简易心电图仪采用仪用放大器INA 128 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；采用低通滤波器与右腿驱动进行滤波, 以得到清晰的心电波形。
选题目的与参数指标目的:掌握生物电检测及其电路的设计, 能够针对被测信号的特点设计相应的信号处理电路, 理解对测量系统的一般要求（精度、测量范围、响应速度）, 了解电路参数的测量。
考核要求:（1）输入阻抗: > 5 MΩ；（2）共模抑制比: > 80 dB；（3）频率响应范围: 0.05--100 Hz；（4）信噪比: > 20 dB。
一、系统设计1）心电信号采集部分采用采样电极进行心电信号的采集, 采样准确度高, 信号明显。
2）心电信号放大部分心电信号大约为50μV～4 mV, 须进行放大才能在示波器上观察。
心电图(ECG)仪的前置放大在整机中处于非常重要的地位, 决定了整机的主要技术指标, 要求噪声低、共模抑制比尽量可能高。
采用低噪声、低功耗, 有良好的共模输入抑制能力的仪表放大器INA128, 可用外部电阻灵活地设定增益。
后级放大采用op07电压放大器, 进一步把心电信号放大以达到预期放大倍数。
3）滤波器部分由于心电信号易受噪声的干扰, 且主要能量成分集中在0. 05～1 00 Hz 频带内, 所以本系统用滤波的方法对心电信号做进一步的降噪处理, 抑制外界干扰, 从而得到较为平滑的ECG波形。
为了提高滤波的效果, 采用两级滤波。
因为经过放大的心电信号, 主要存在肌电等干扰信号, 将其送到由0. 05 Hz高通滤波器和500 Hz／100Hz低通滤波器组成带通网络, 滤除有效频带以外的信号。
4）右腿驱动部分采用opa204芯片。
右腿驱动电路通常用于生物信号放大器, 以减少共模干扰。
心电图电路所发出的电子信号十分微小。
而由于人的身体也可以作为天线能受到电磁干扰, 特别是50/60Hz的家用供电噪音, 这种干扰可能会掩盖的生物信号, 使得信号难以测量。
基于MSP430F149的简易心电图仪设计[设计+开题+综述]
![基于MSP430F149的简易心电图仪设计[设计+开题+综述]](https://img.taocdn.com/s3/m/2e0c330b65ce050877321334.png)
开题报告电气工程与自动化基于MSP430F149的简易心电图仪设计一、选题的背景与意义课题来源：随着生活水平的显著提高，人们对健康的关注越来越高了。
无论是饮食、家居环境、生活习惯等方面，还是心理、生理方面的健康，人们都投注了很多的目光，越来越多的人希望能够通过简便的方式知道基本的身体状况。
因此各类人体生理监护仪开始出现并呈不断的增多的趋势。
心血管疾病是一种常见多发慢性疾病，由于病情隐蔽、发展危险性高等特点，使得心血管疾病成为死亡率最高的疾病之一，为当今社会的第一大健康杀手，及时发现和预防在减少心血管疾病危害中极为重要。
而心电图则是治疗此类疾病的主要依据，但是目前由于心电图仪的应用场合的限制和仪器的价格昂贵，使得病人得不到实时监控，这对病人的病情诊断和治疗是极为不利的。
因此，发展一种具有低功耗、便携式、低成本的心电图仪具有重要的意义和广阔的应用前景，其既能够为临床治疗提供有价值的诊断资料，同时对心脏疾病的早期预防和心脏功能的评估也非常有益。
国内外研究现状：由于心电图已经应用于各个层次的医疗机构的临床和科研中，特别是人们对其的深入认识和广泛用于临床的各个疾病。
由于心电图仪的非创伤性和多功能化，使心电图不局限与心脏疾患的范围，而且可用于临床电解质检测，非心脏病的鉴别诊断等。
随着人们生活节奏的加快和生活方式的改变，心血管疾病的发病率不断上升，心电图也在今后相当长的时间内更为重要。
心电图仪正朝着便携式，低功耗，多通道，数字智能型，网络共享等方向发展。
目前国内各大医疗器械厂商和科研单位都在心电图仪的开发上投入了大量的资源，并且都研发出了各具特色的心电仪产品，但是此类心电图仪还是没有得到很好的普及，究其原因，作者认为存在以下几个方面：体积笨重、不便于携带很难在急求状态下及时进行心电监护工作，而且这些心电图仪产品价格都十分昂贵，只有一些有实力的医院才有能力购买，对于一些规模有限的医疗机构或者个人则是沉重的负担，没有得到良好的普及。
简易心电图仪的设计【开题报告】
开题报告电子信息工程简易心电图仪的设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义1. 国内外研究动态心电图学的研究，最早始于1877年的Waller，1903年的荷兰莱顿（Leiden）大学生理教授Einthoven提出的爱氏三角假说及双级导联，发明了选线式心电机，使心电图学跨出了重要一步，1934年Wilson发展可中心电端，后又经Goldberger等不断丰富与改进，逐渐形成了所谓的单级心电图学，曾在四十年代风行一时。
1913年Einthoven等开始测定额面德心向量，再经Mann等人的研究，开创了心电向量图学。
1950年前后，用阴极管直接展示向量环，所习用的导联体系（Grishman立方体系的代表）是根据Burger不等边三角形概念设计了矫正导联体系（Frank导联体系为代表）,遂使心电向量图检查技术日趋完整。
心向量图与心电图都是以不同方式从体表记录下来的心脏电活动现象,各具优缺点,应相辅相成而不能偏废。
以心电向量概念能较好地解释心电图图像,已取得共识。
自六十年代以来,心电图更是获得突破性进展, 1960年，Giraud等首次录得希氏束电图,1969年Scherlag 等式其检查方法规范化，1971年Wellens又倡用程序电刺激法（PES),从此确立了临床心电生理学这门新学科。
它的兴起对阐明心律失的机理及鉴别诊断起着重要作用，并由此引导人们再转向治疗方面的研究，这就出现或促进电药理学、经导管电消融术、外科手术以及利用电能抬疗心律失常的现象,另一方面由于心脏电生理学及其检查诊断技术不断迅速进展,包括动态心电图、信号平均心电图、单向动作电位、标测心电图等，加上其他有关技术如冠状动脉造影、左室造影、核素显像、超声心动图血流动力学等将这些多年来兴起的侵入性和非侵入性诊疗技术所获得的信息又反过来开阔,我们在心电图领域的视野,给予在某些情况下出现的特殊心电图表现以崭新的认识。
百余年来,心电图学不断向纵深发展外延内伸已成为一门有丰富内涵的新学科心电学的核心它前景辉煌日新月异那种认为心电图可能再有或不可能使其有所新进展的人,是对历史的无知。
心电仪
简易心电图仪的设计赵新1，徐程2，张聪3（武汉交通职业学院电子信息工程系，湖北武汉430065）摘要：本文阐述了心电仪电路总体结构框架及各部分电路功能和结构，通过Proteus电路仿真的方法，验证了电路功能的可行性，并实际焊接完成了电路的制作，最后通过示波器看到了心电图的波动曲线。
关键词：心电仪；Proteus仿真；仪用放大器；滤波器一、绪论当今社会，心脏病、心血管疾病成为世界范围内常见的疾病，号称“头号杀手”。
由于心脏病具有突发性及长久性，对心脏病人需长期进行治疗和监护，心电仪就是一种常用检测设备，因此设计一个简易心电图仪就可实现监控功能。
心电图是检查心脏情况的一个重要方法，将测量电极放置在人体表面，记录出来的电位变化的曲线称为心电图。
常见心电频率在0.05Hz ~ 100Hz之间，其能量主要集中在17Hz附近，幅度微小，约在10uv（胎儿）~ 5mv(成人)之间。
二、设计要求1、-3dB高频截止频率：100Hz，误差正负10Hz，在200Hz处衰减≥10dB。
2、通带内响应波动：≤3dB（不允许嵌入50Hz陷波电路）。
3、共模抑制比：≥60dB。
4、差模输入电阻：≥5MΩ（可不测，由电路设计予以保证）。
5、实测心电图时，要求放大器的等效输入噪声（包括50Hz干扰）<200uv（峰峰值）。
三、系统设计1、系统原理框图系统原理框图如图1所示：图1 系统原理框图2、具体分析（1）导联输入：用20mm×20mm薄铜片作为与皮肤接触的简易电极，并采用屏蔽线作为引线。
（2）前置放大电路的要求：1）高输入阻抗被提取的心电信号是不稳定的高内阻微弱信号，为减少信号源内阻影响，必须提高放大器的输入阻抗。
一般情况下，信号源内阻100KΩ，则放大器输入阻抗应大于1MΩ。
2）高共模抑制比（KcmR）1赵新，武汉交通职业学院电子信息工程系讲师，指导教师，研究方向：电子系统设计2徐程，武汉交通职业学院应用电子专业学生3张聪，武汉交通职业学院应用电子专业学生人体所携带的工频（50Hz ）干扰以及所测量信号以外的生理信号（肌电、呼吸）干扰，一般为共模干扰，前级采用KcmR 高的差动放大电路，以减小共模干扰的传递。
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文献综述
电子信息工程
简易心电图仪的设计
前言
随着社会的发展和物质生活水平的不断提高 ,人们对健康的重视程度与日剧增 ,特别是近年来社会老龄化的加剧 ,而且每年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。
而心电信号检测是发现心脏病的最直接手段 ,但目前医院用的心电监护仪价格昂贵 ,维护费用高 ,患者检查的经济负担重 ,不能做到随时随地都能检查[1]。
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。
主题
根据简易心电图仪设计的要求，并充分考虑各种因素，制定了整体设计方案：以前置小信号放大模块、滤波网络模块、数字处理模块三大部分为主体系统：
图1.1心电图仪基本框架
输入模块
为了满足临床诊断的要求，对心电图仪的电极位置和引线以及与放大器的连接方式有统一规定，称为心电图的导联系统。
目前广泛应用的是 12 导联系统。
其中，又分为双极肢
体导联、单级肢体导联和单级胸前导联。
考虑到题目要求，我们仅采用双极肢体导联，这组导联方式又称为标准导联[2]。
在此模块设计方案中引入屏蔽驱动和右腿驱动，以提高系统的共模抑制能力，进而使系统抑制干扰的能力大大增强。
①屏蔽驱动。
与人体相接触的电极到前置放大器之间有两根约1.5m 的导联引线，导联引线用屏蔽电缆。
信号线和电缆屏蔽之间存在分布电容，而两根导联线的分布电容不可能完全相等，加之电极阻抗的不平衡，导致包括输入回路在内的整个放大系统的共模抑制能力降低，从而使抑制干扰的能力下降，为了消除屏蔽层电容的不良影响，可使导联线的屏蔽层不接地，从而取出放大电路的共模电压端，与屏蔽层连接。
②右腿驱动。
人体自身通过各种渠道从环境中拾取工频50Hz交流电压，在心电测量中，形成交流干扰，这种交流干扰常在几伏以上。
为了消除这一交流干扰，采用右腿电极经电阻与放大器接地端相连，以降低人体的共模电压。
把通过电阻网络取出的交流共模电压，送入右腿驱动放大器放大，经过一个限流电阻接到右腿电极，即等效为以人体为相加点的共模电压并联负反馈电路[3]。
前置放大模块
心电图仪的前级放大器在整机中处于非常重要的地位，决定了整机的主要技术指标。
心电图仪前置放大器要求噪声尽可能低和共模抑制比尽可能高。
为了提高共模抑制比，直接选用低噪声、高共模抑制比、高输入阻抗、低功耗的高性能仪表放大器.由于它的匹配电阻是在内部集成的所以其共模抑制比是不难达到 80dB 的，使仪器稳定性大为增加。
二级放大模块
差放的外信号输入分差模和共模两种基本输入状态[4]。
把信号加到两输入端口之间，当输入信号vo1、vo2大小相等、极性相反时，称为差模输入状态。
此时，外输入信号称之为差模输入信号，用vid表示。
同理，把外信号加到两输入端口与地之间，当vo1、vo2大小相等、极性相同时，称之为共模输入状态，此时的外输入信号称为共模输入信号，以vIC表示。
当输入信号使vo1、vo2的大小不对称时，输入信号可以看成是由差模信号vId和共模信号vIc 两部分组成，其中动态时分差模输入和共模输入两种状态。
(1)当差模输入信号的放大作用为差模信号vId输入(共模信号vIc=0)时，差分放大器两输入端的信号大小相等、极性相反时，即vo1=－vo2=vId/2,因此差动对管电流增量的大小相
等、极性相反，导致两输出端对地的电压增量，即差模输出电压vod1、vod2大小相等、极性相反，此时双端输出电压为：vo=vod1－vod2=2vod1=vod,可见，差放能够有效地放大差模输入信号。
注意：差分放大器的公共射极的动态电阻Rem对差模信号不起负反馈作用。
(2)对共模输入信号的抑制作用:当共模信号vIc输入(差模信号vId=0)时，差放两输入端信号大小相等、极性相同，即vo1=－vo2=vIc,因此差动对管电流增量的大小相等、极性相同，导致两输出端对地的电压增量，即差模输出电压voc1、voc2极性相同，大小相等，此时双端输出电压为vo=voc1－voc2=0,由此可见，差分放大器对共模输入信号具有很强的抑制能力[5]。
滤波网络模块
由于心电信号易受噪声干扰，且主要能量成分集中在0.05Hz～100Hz 频带内，所以本系统采用滤波的方法对心电信号作进一步的降噪处理，抑制外界干扰.考虑到器件及抑制干扰的效果，采用二级滤波网络。
信号源经前置放大器送到0.05Hz高通滤波器，滤出大于0.05Hz 的频率成分，再送入500Hz低通滤波器，从而达到滤除有效频带以外的机电干扰信号。
经过此两级滤波网络后，得到较为光滑的心电信号波形[6].
滤波，本质上是从被噪声畸变和污染了的信号中提取原始信号所携带的信息的过程。
滤波主要有两种：1是电源滤波，2是信号滤波。
前者利用的是电容的储能特性，一个接在电源两端的电容，当电源电压发生突变时（比如突然下降时），电容上的电压不会发生突变，而是呈现一个缓慢下降过程。
同样，电源电压突然升高时，电容的端电压也会是一个缓慢的升高过程（简单的说，把瞬间变化过程变成一个缓慢变化的过程，这样有利于减少电源输出电压的波动，避免在元器件两端出现剧烈的电源变化，如果要求变化越慢，则并联的电容数就越多。
电容容值也越大）
后者利用的是电工电子里的复阻抗计算公式，电容的容抗 Z=j(1/ωc) 。
从这里可以看出，容抗与信号的角频率和容值都有关系，如果要对低频信号进行滤波（ω比较小），则需要让Z比较小，也就是要C足够大。
这样当电容并联在信号线和地两端时，低频信号就可以通过电容流到地（由于电容容值比较大，则容抗比较小，对于低频信号而言，这个大电容就为信号提供了一条阻抗很小的接地通路，你可以看做是低频信号对地短路），这样就实现了对低频信号的滤波。
相反，如果选择的电容容值比较小，就可以实现对高频信号的滤波。
（1）高通滤波部分
考虑到本系统高通滤波部分的截止频率较低，且对精度也没有严格要求，因此选用结
构和设计都十分简单的RC一阶无源滤波，其效果不错且易于实现。
（2）低通滤波部分
低通滤波可选有源滤波或数字滤波。
低通滤波器是一个通过低频信号而衰减或抑制高频信号的部件。
理想的滤波电路的频率响应在通带内应具有一定幅值和线性相移，而在阻带内其幅值应为零。
但实际滤波器不能达到理想要求。
为了寻找最佳的近似理想特性，主要考虑幅频响应，而不是考虑相频响应。
一般的说，滤波器的幅频特性越好，其相频特性越差，反之，滤波器的相频特性越好，幅频特性越差。
1.有源滤波
①一阶滤波。
其结构相对简单，且采用了集成运算放大器.因此具有高输入阻抗和低输出阻抗，同时由于具有缓冲作用，滤波效果比无源滤波器好，幅频特性曲线可达到-20dB/10倍频程，但要想实现更明显的滤波效果，此方案仍未满足要求。
②二阶滤波。
它和一阶滤波采用类似的结构，但幅频特性曲线能达到- 40dB/10倍频程，滤波效果比一阶明显[7]。
2.数字滤波
数字滤波的优点是参数可调节性好，可以通过更改程序中的参数对截止频率进行精确的调节，由于参数不会随温度等环境因素改变，从而精确度得到保证[8]。
但是数字滤波对处理器的要求比较高，想要得到更好的滤波效果就要求滤波器取更高的阶数，处理器时钟周期尽可能小，乘法的计算速度尽可能大，一般非DSP处理器达不到要求[9]。
总结
基于人体生物信号通过简易心电图仪进行检测需以前置小信号放大模块、滤波网络模块、
数字处理模块三大主要模块，通过查找文献资料，使自己在查找资料的同时收获了整理，归纳，综合能力的提高，为以后的科研活动奠定了一些基础。
参考文献
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[2]康光华，陈大钦.电子技术基础（第 4 版） [M].北京高等教育出版社,2003(4).
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[4]原金升,高延演.心电信号磁带存储和回放自动检测技术.应用科技.总第76期，1994第1
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[7] 李远明，陈文涛.微弱光信号前置放大电路设计.新疆轻工职业技术学院,2007,8:78-89
[8] 侯静.生物医学信号的检测与处理.中国高新技术企业,2007,14:32-35
[9] 原金升,高延演.心电信号磁带存储和回放自动检测技术.应用科技.总第76期,1994年第
1期。