十二导联心电信号放大器设计

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心电信号浮地放大器的设计

心电信号浮地放大器的设计

心电信号浮地放大器的设计摘要心电现象是人体生命活动的基本属性之一,它是反映人体生理状态的一种重要信息,心电图在医学上被广泛运用。

心电信号属于低频的微弱信号,为了对其进行处理和显示,必须将其放大到适当的幅度。

该论文分析了心电信号放大器的安全性、共模抑制比、输入阻抗、抗干扰能力与输入噪声等性能指标,讨论了心电信号放大器的发展趋势,以光电耦合方式作为本课题的研究方向,提出了一个心电信号浮地放大器的设计方案。

在该课题中,完成了心电信号浮地放大器的单元电路设计,包括前置放大电路、高通滤波器、50Hz陷波器、光电耦合隔离电路、低通滤波器、后级放大电路与浮地电源,并制作成一个实验装置。

通过对电路的仿真和实验装置的测试,检测了所设计的心电放大器的通频带、50Hz陷波、共模抑制比、输入阻抗与增益等主要性能指标,根据检测结果对所设计的电路进行了分析评价。

关键词:心电信号,浮地放大器,隔离,光电耦合ABSTRACTElectrocardio one of the basic attributes of human life, it reflects an important information of the physiological state. ECG has been widely used in medicine. Electrocardiosignal is a weak low-frequency signal, in order to process and display, it must be enlarged to the appropriate rate. This article analyzes performance indicators of electrocardiosignal amplifier, included safety, common mode rejection ratio, input impedance, anti-interference ability input noise etc. It discusses the development trend of electrocardiosignal amplifier, and with photocoupling for the subject of this research, gives a design of electrocardiosignal isolation amplifier.In this task, it has completed the design of unit circuits for electrocardiosignal isolation amplifier, including the pre-amplifier, high-pass filter, 50Hz notch filter, photocoupling isolation circuits, low-pass filter, after-class amplifier circuit and floating power supply, and an experimental device has been made. With simulation for the circuit and test for the experimental device, it detects the major performance indicators of the electrocardiosignal isolation amplifier designed in this task, including pass band, 50Hz Notch, common mode rejection ratio, input impedance, gain etc. According to test results, it gives analysis and evaluation to the circuit.Key words:electrocardiosignal, isolation amplifier, isolation, photocoupling目录中文摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)1绪论 (1)1.1 心电介绍 (1)1.2 心电图仪发展简史 (2)1.3心电图与心电图机的应用 (3)1.4心电图与心电图机的发展趋势 (4)1.5 心电信号放大器 (5)1.5.1 心电放大器的意义 (5)1.5.2 心电信号放大器的发展 (5)1.5.3 心电信号浮地放大器 (5)2 总体设计 (7)2.1 心电放大器的性能指标 (7)2.2 选择隔离方式 (8)2.3 确定功能模块 (8)2.4 系统框图 (9)3 单元电路设计 (11)3.1 前置级 (11)3.2 高通滤波器 (13)3.3 50Hz陷波器 (13)3.4 隔离电路 (15)3.5 后级放大电路 (18)3.6 浮地电源 (19)4 系统测试 (21)4.1 前置级 (21)4.2 滤波电路 (22)4.3 50Hz陷波器 (23)4.4 隔离电路 (24)4.5 后级放大电路 (24)4.6 系统参数 (25)5 分析与总结 (26)5.1 课题设计分析 (26)5.2 装置优化的方向与应用 (26)6 致谢 (27)参考文献 (28)附录A:元器件清单 (31)附录B:系统总电路图 (31)1 绪论1.1 心电介绍心脏是循环系统中重要的器官。

《12导联动态心电远程监测系统的设计与实现》

《12导联动态心电远程监测系统的设计与实现》

《12导联动态心电远程监测系统的设计与实现》一、引言随着科技的发展和人们健康意识的提高,心电监测已成为医疗领域的重要技术之一。

为了实现对患者心脏健康的持续监控,12导联动态心电远程监测系统应运而生。

本文将详细介绍该系统的设计思路、技术实现及实际应用效果。

二、系统设计背景与目标随着人口老龄化趋势加剧,心血管疾病的发病率逐年上升。

因此,对于心血管疾病的早期预防和及时诊断显得尤为重要。

12导联动态心电远程监测系统旨在为患者提供便捷、高效的实时心电监测服务,以便医生能够及时掌握患者的心电变化,从而制定出更为精准的治疗方案。

三、系统设计原理本系统采用12导联技术,通过体表电极采集患者的心电信号,并利用高灵敏度放大器对信号进行放大处理。

随后,系统通过无线传输技术将心电数据实时传输至远程服务器进行存储和分析。

医生可以通过电脑或手机等设备随时查看患者的心电数据,以便及时诊断和治疗。

四、系统组成与实现1. 硬件设计本系统硬件部分主要包括心电传感器、信号处理电路、无线传输模块等。

其中,心电传感器负责采集患者的心电信号;信号处理电路对采集到的信号进行放大和滤波处理;无线传输模块则将处理后的数据实时传输至远程服务器。

2. 软件设计软件部分包括数据采集模块、数据处理与分析模块、数据存储与传输模块等。

数据采集模块负责从心电传感器中获取原始心电数据;数据处理与分析模块对原始数据进行预处理和特征提取,以便医生进行诊断;数据存储与传输模块则负责将处理后的数据存储至远程服务器,并支持医生随时查看和下载。

五、系统实现技术1. 心电传感器技术:采用高质量的电极材料和优化电极布局,提高信号的稳定性和准确性。

2. 无线传输技术:采用蓝牙或Wi-Fi等无线传输技术,确保数据的实时传输和稳定性。

3. 数据处理与分析技术:采用先进的算法对心电数据进行预处理和特征提取,为医生提供准确的诊断依据。

4. 云存储技术:将处理后的数据存储至远程服务器,支持多端访问和数据共享。

心电放大器的设计

心电放大器的设计

2011 ~ 2012 学年第二学期《心电放大器的设计》课程设计报告题目:心电放大器的设计专业:电子信息工程班级: 10信息本1 姓名:李闯鲍学贵张力王群陈浩马力余国军朱郑指导教师:倪琳电气工程系2011年5月12日1、任务书摘要心脏病已成为危害人类健康的主要疾病之一。

据统计,心血管疾病是威胁人类生命的主要疾病,世界上心脏病的死亡率仍占首位。

因此,对心血管疾病的诊断、治疗一直被世界各国医学界所重视,准确地进行心电信号提取,为医生提供有效的辅助分析手段是重要而有意义的课题。

随着电子技术的迅速发展,医用电子监护系统近年来己在临床诊断中逐渐应用。

针对心电信号的特点进行心电信号的采集、数据转换模块的设计与开发。

设计一种用于心电信号采集的电路。

人体的心电信号是一种低频率的微弱信号,由于心电信号直接取自人体,所以在心电采集的过程中不可避免会混入各种干扰信号。

为获得含有较小噪声的心电信号,需要对采集到的心电信号做降噪处理。

目前对心电信号的降噪有多种方法,本文主要从滤波的方面介绍将噪声从信号中分离。

关键词:心电信号采集,降噪,多级放大,电源电路目录第一章绪论 (5)第二章研究基础 (6)2.1 人体心电信号的产生机理 (6)2.2 ECG的作用第三章硬件电路设计 (7)3.1 心电信号采集电路的设计要求 (7)3.2 心电采集电路总体框架 (7)3.3 采集电路模块 (9)3.3.1前置放大电路设计 (9)3.3.3滤波电路设计 (11)3.4电平抬升电路 (14)3.5 心电信号的50Hz带阻滤波器设计 (14)3.6电源电路设计 (15)第四章仿真 (7)第五章结论 (7)第六章参考文献 (7)第七章附录 (7)第一章绪论心脏是人体血液循环的动力泵,心脏搏动是生命存在的重要标志,心脏搏动的节律也是人体生理状态的重要标志之一。

心脏的基本活动包括电活动和机械活动,每个心动周期都是电活动在前,机械活动在后。

心电信号是心脏电活动的一种客观表示方式,是一种典型的生物电信号,具有频率、振幅、相位、时间差等特征要素,比其他生物电信号更易于检测,并具有一定的规律性。

新型HOLTER的功能细节问题

新型HOLTER的功能细节问题

新型HOLTER的功能细节问题屈建石,2007,11月一、记录盒中使用的文件系统。

由于现有的HOLTER的一个主要问题是对于存储介质的文件管理没有使用操作系统管理。

对于存储介质的读写不是在操作系统的管理下进行的。

因此造成了诸多的问题。

例如:只能使用Sundisk的卡才比较可靠;当存储卡的个别扇区损坏时,经过格式化之后,也不能使用;存储卡的容量改变时(例如增大到1G)时,也会出现问题;当存储介质改变时,也会出现不兼容的情况。

为此,记录盒中必须使用可靠的,和上位机的操作系统兼容的文件管理系统。

例如μC/FS。

二、前端电路:目前的12导联的HOLTER采用威尔逊电阻网络产生12导的心电信号。

其缺点是当一个导联的电极产生干扰时,会使所有12个导联的信号都会产生干扰,这对于上位机的软件分析很不利。

由于采用威尔逊网络,由RA,LA,RL形成所有电极的中心电位。

肌电干扰比较大。

和3导联记录器的双极导联系统不同,当左臂,右臂,右腿3个电极中任一个肢体,电极活动,或其附近的肌肉活动时,都会产生中心电位的波动。

从而在所有的导联上产生很大的干扰。

造成软件分析困难,模板增多,大量的“A”出现。

即使软件能正确的把这些干扰判定为干扰“A”,大量的“A”使得可用来正常分析的信息减少。

如果当一个导联出现干扰时不会影响其它导联,则分析软件可以采取自动更换导联的方式,舍去干扰导联,更换成另外的导联,以提高分析精度。

目前跑台使用的“牛津”电路形式和Marquette心电图机都没有采用威尔逊电阻网络产生12导的心电信号。

以避免各个导联相互干扰的情况。

因此有必要在前端电路中采用目前跑台使用的“牛津”电路形式的前端电路。

但是需要对于牛津电路的放大器进行改进设计,使得前端放大电路的通频带设计为0.04-150Hz (Marquette心电图机的指标)。

重新研究所使用的元件和印制板设计,尽量减小其功耗和体积。

尽量减少电源和地线带来的干扰信号,以使ECG的波形干净,干扰小。

心电信号放大器设计

心电信号放大器设计

心电信号放大器设计一、设计用于检测人体心电信号的放大器,要求如下:1、输入阻抗≥10MΩ。

2、共模抑制比≥80dB。

3、电压放大倍数1000倍。

4、频带宽度为0.5Hz~100Hz。

5、放大器的等效输入噪声(包括50Hz交流干扰)≤200μV。

二、设计方案分析1、心电信号的特点及检测人体的各种生理参数如心电、脑电、肌电等生物电信号都是属于强噪声背景下微弱的低频信号,是由复杂的生命体发出的不稳定的自然信号。

心电信号是人类最早研究并应用于临床医学的生物电信号之一,与其他生物电信号相比,该信号也比较容易检测同时具有直观的规律性。

一般人体心电信号的幅值约20μV~5mV,频带宽度为0.05Hz~100Hz,由于心电信号取自于活体,所以信号源内阻较高,且存在着较强的背景噪声和干扰。

在检测人体生物电信号时,需要采用所谓的生物电测量电极,又称引导电极来实现的,通过引导电极将生物电信号引入到放大器的输入端。

对于心电信号的检测,临床上为了统一和便于比较所获得心电信号波形,对测定心电信号(ECG)的电极和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。

目前国际上均采用标准导联,即将电极捆绑在手腕或脚腕的内侧面,并通过较长的屏蔽导线与心电放大器相连接。

标准导联有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。

其具体联接方法如图。

LAⅠ导联Ⅱ导联Ⅲ导联图1 标准导联联线方法2、心电信号放大器设计要求及组成根据心电信号的特点,对心电信号放大器的要求是高输入阻抗、高增益、高共模抑制比、低噪声、低漂移、合适的通频带宽度和输出较大的动态范围等。

典型的心电信号放大器的组成如图所示,主要有前置放大、高通滤波、低通滤波、50Hz陷波器、电压放大等电路。

图2 心电信号放大器组成框图三、 主要单元电路参考设计 1、 心电信号输入电极电极(导联)对心电信号放大器的质量影响很大,采用的电极应该具有贴附力强、透 气性好、吸汗、电极导电性能好、极化电压低的优质电极。

心电图信号放大器的设计与仿真特性分析

心电图信号放大器的设计与仿真特性分析
为了避免输入端开路时放大器出现饱和状态,在两个输入端到地之间分别串接两个电阻R11、R22,其取值很大,以满足差模输入阻抗的要求。第二级由A4及相应的电阻、电容构成。在通带内,其被分配的差模增益应为(1000/40=25),即Avd3=vo/vo3=1+R10/R9=25
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:

心电图放大器课程设计

心电图放大器课程设计

心电图放大器课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解心电图放大器的基本原理,掌握其主要组成部分及功能。

2. 学生能掌握心电图放大器的电路分析方法,了解不同类型放大器的特点。

3. 学生了解心电图信号的特点,能解释心电图放大器在生物医学工程中的应用。

技能目标:1. 学生能运用所学知识,设计简单的心电图放大器电路。

2. 学生能使用相关仪器和设备进行心电图放大器的测试与调试。

3. 学生具备分析心电图信号的能力,能对心电图放大器的性能进行评估。

情感态度价值观目标:1. 学生培养对生物医学工程的兴趣,提高对心电图放大器在医疗领域重要作用的认识。

2. 学生在学习过程中,培养团队合作精神,学会分享与交流。

3. 学生树立严谨的科学态度,提高对实验操作的安全意识。

课程性质:本课程为电子信息工程及相关专业的高年级学生设计,注重理论与实践相结合,以培养学生的实际操作能力和创新能力为目标。

学生特点:高年级学生已具备一定的电子电路基础和实际操作能力,对生物医学工程有一定了解,求知欲强,具备独立思考和解决问题的能力。

教学要求:结合课程性质和学生特点,本课程要求教师以实例为主线,引导学生掌握心电图放大器的基本原理和设计方法,注重培养学生的实践能力和创新能力。

在教学过程中,关注学生的个体差异,激发学生的学习兴趣,提高学生的综合素质。

通过本课程的学习,使学生能够将所学知识应用于实际工作中,为未来的职业生涯打下坚实基础。

二、教学内容1. 心电图放大器原理- 心电图信号特点- 放大器基本原理- 心电图放大器的主要性能指标2. 心电图放大器电路分析- 电压放大电路- 电流放大电路- 滤波电路- 信号检测与处理电路3. 心电图放大器设计方法- 放大器级联设计- 电路参数计算与选取- 仿真软件应用4. 心电图放大器应用与调试- 心电图放大器的实际应用案例- 调试方法与技巧- 性能测试与评估5. 教学内容的安排与进度- 第1周:心电图信号特点、放大器基本原理- 第2周:心电图放大器的主要性能指标、电压放大电路- 第3周:电流放大电路、滤波电路- 第4周:信号检测与处理电路、放大器级联设计- 第5周:电路参数计算与选取、仿真软件应用- 第6周:心电图放大器应用与调试、性能测试与评估教材章节关联:教学内容与教材第3章“生物医学信号检测与处理”和第4章“心电图放大器”相关内容相对应,涵盖了课本中关于心电图放大器的基本原理、电路分析和设计方法等方面的知识。

十二导联心电信号放大器设计

十二导联心电信号放大器设计

十二导联心电信号放大器设计摘要:本文介绍了心电图机及标准十二导联,根据“YY 1139-2000 单道和多道心电图机行业标准”,提出了心电信号放大的技术指标。

并采用以AD620及OP2335为核心的信号放大器来实现心电信号的放大,还设计了右腿驱动电路、低通滤波放大电路、0.05Hz高通滤波器电路及50Hz陷波电路,是一种实用的心电信号前端采集放大电路。

关键词:心电图;前置放大;YY1139-2000 标准1 引言1.1心电图介绍在当今社会中,心脏病等心血管已经成为了世界范围内常见的疾病,号称“头号杀手”。

由于心脏病有突发性以及长久性,对心脏病人也需要长期的治疗和监护。

心脏是循环系统中重要的器官。

由于心脏不断地进行有节奏的收缩和舒张活动,血液才能在闭锁的循环系统中不停地流动。

心脏在机械性收缩之前,首先产生电激动。

心肌激动所产生的微小电流可经过身体组织传导到体表,使体表不同部位产生不同的电位。

如果在体表放置两个电极,分别用导线联接到心电图机(即精密的电流计)的两端,它会按照心脏激动的时间顺序,将体表两点间的电位差记录下来,形成一条连续的曲线,这就是心电图。

图2.1 标准的心电图心电图是检查心脏情况的一个重要方法,其应用范围包括以下几个方面:1) 分析与鉴别各种心律失常。

2) 查明冠状动脉循环障碍。

3) 指示左右房窜肥大的情况,协助判别心瓣膜病、高血压病、肺源性及先天性心脏病的诊断。

4) 了解洋地黄中毒、电解质紊乱等情况。

5) 心电监护已广泛应用于手术、麻醉、用药观察、航天、体育等的心电监测以及危重病人的抢救。

心电图机是诊断心脏病的重要仪器之一,能够为医生提供最直观的心电波形。

欧美国家已经普遍使用十二导心电图机。

十二导联心电图同步记录能客观表达各波、段和间期,可以对早博、心动过速、预激综合征、束支阻滞及分支阻滞等进行定位诊断与鉴别诊断;将心电数据存入数据库,可以进行各种电参数的统计学处理,为临床医疗和科研工作带来了极大便利。

心电信号放大器设计

心电信号放大器设计

心电信号放大器设计首先,心电信号放大器的设计需要选择合适的放大器电路结构。

常用的放大器电路结构有运算放大器反相放大器电路和差分放大器电路。

运算放大器反相放大器电路通过负反馈调节放大倍数,能够有效地抑制噪声,但需要注意其供电电压和输入电压的范围。

差分放大器电路可以消除共模干扰,适用于高精度的心电信号放大器设计。

其次,心电信号放大器的设计需要选择合适的放大倍数。

心电信号的幅值通常很小,一般在几微伏到几十微伏之间。

为了能够观测和分析心电信号,通常需要将其放大数倍。

但是放大倍数过大会使得放大器对干扰信号更加敏感,因此需要在放大倍数和信噪比之间进行平衡。

此外,心电信号放大器的设计还需要考虑到信号频率范围。

心电信号的频率范围通常在0.05Hz到100Hz之间,因此放大器的截止频率应该在这个范围内。

为了防止高频噪声的影响,可以在放大器电路中添加低通滤波器来滤除高频噪声。

另外,心电信号放大器的设计还需要考虑到输入阻抗和共模抑制比。

输入阻抗应该足够高,以确保不损失心电信号的幅值。

共模抑制比指的是放大器对共模干扰的抑制能力,应该足够高以保证仪器的精度和准确性。

最后,心电信号放大器设计还需要考虑到安全性。

心电信号放大器通常需要与人体接触,因此必须满足医疗器械的安全标准。

设计中需要考虑到输入信号的电离辐射、耐久性和防护等因素,并采取相应的安全措施。

综上所述,心电信号放大器设计需要考虑到放大器电路结构、放大倍数、频率范围、输入阻抗、共模抑制比和安全性等因素。

通过合理的设计和调试,可以得到准确、稳定且安全的心电信号放大器,为心电信号的观测和分析提供有力支持。

心电放大器设计的报告

心电放大器设计的报告

心电放大器设计的报告1.引言心血管疾病是人类死亡的主要疾病之一,许多患者心脏病发作后由于未能及时发现和抢救极易发生死亡。

然而由于心律失常的出现常常是偶发的,使用通常的心电图机等短程分析方法不易发现,现在较为有效的方法就是采用记录24小时以至更长时间的心电图并加以分析以期捕捉到心律失常波形。

本文研究设计了一种低功耗、结构简单、性价比高的心电放大器,在此基础上可研制出便携式动态心电记录仪。

该仪器的最大优点是电路简单、实用、低功耗且成本低廉,对各中小型医院的危重病人的抢救和家庭监护有较好的实用价值。

2.系统概述:在进行系统介绍之前,要明白的几个概念:心电图心脏是循环系统中重要的器官。

由于心脏不断地进行有节奏的收缩和舒张活动,血液才能在闭锁的循环系统中不停地流动。

心脏在机械性收缩之前,首先产生电激动。

心肌激动所产生的微小电流可经过身体组织传导到体表,使体表不同部位产生不同的电位。

如果在体表放置两个电极,分别用导线联接到心电图机(即精密的电流计)的两端,它会按照心脏激动的时间顺序,将体表两点间的电位差记录下来,形成一条连续的曲线,这就是心电图。

如图1各种各样的心电图:心电放大器设计报告a. 标准的心电图心电放大器设计报告b.带噪声的正常心电图心电放大器设计报告c. 右心室肥厚 Right Ventricular Hypertrophy图1 正常与病态心电图心电图可分为普通心电图、24小时动态心电图、His束电图、食管导联心电图、人工心脏起搏心电图等。

应用最广泛的是普通心电图及24小时动态心电图。

心电导联为了记录心电,将探测电极安置于体表相隔一定距离的两点,此两点即构成一个导联,两点的连线代表连轴,具有方向性。

临床常用的导联方式有肢体导联和胸前导联,肢体导联又有标准导联和加压单极肢体导联之分。

临床中广泛应用的是标准十二导统,分别记为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个标准导联,aVR、aVL、aVF三个加压导联以及V1-V6六个胸极导联。

十二导联心电分析系统产品技术要求谷山丰

十二导联心电分析系统产品技术要求谷山丰

十二导联心电分析系统适用范围:适用于医疗单位通过运动负荷心电图对患者进行检查。

1.2 产品划分说明表1 产品划分说明表1.3产品结构组成表2 产品结构组成表1.4 产品差异性说明表3 差异性对比表1.5软件1.5.1软件名称:十二导联运动心电分析系统软件1.5.2型号规格:Stress Test1.5.3发布版本:V3.21.5.4完整版本命名规则,W.X.Y.Z软件版本号由四部分组成,第一部分(W)为主版本号,第二部分(X)为次版本号,第三部分(Y)为修订版本号,第四部分(Z)用于定义软件发布版本之前的测试版,这部分仅供公司内部人员进行识别。

(W)主版本号:当功能模块有较大的变动,比如增加模块或是整体架构发生变化,此版本号由项目负责人决定是否修改。

(X)次版本号:相对于主版本号而言,次版本号的升级对应的只是局部的变动,但该局部的变动造成程序和以前版本不能兼容,或者对该程序以前的协作关系产生了破坏,或者是功能上有大的改进或增强,此版本号由项目负责人决定是否修改。

(Y)修订版本号:一般是Bug的修复或是一些小的变动或是一些次要功能的扩充,要经常发布修订版,修复一个严重Bug即可发布一个修订版,此版本号由技术生产部经理决定是否修改。

1.5.5运行环境a)操作系统:Windows XP/Win7或兼容版本b)计算机主机:P4处理器以上,内存≥2G,硬盘≥250G,应符合GB4943-2001要求,并具有CCC认证产品。

c)显示器:分辨率至少为1280×900dpi,应符合GB4943-2001要求,并具有CCC 认证产品。

d)打印机:分辨率至少为300×300dpi,应符合GB4943-2001要求,并具有CCC 认证产品。

1.6基本参数1.6.1采样频率表4 心电信号采集盒采样频率1.6.2通道数:8个1.6.3导联方式:I、II、III、aVR、aVL、aVF、V1、V2、V3、V4、V5、V61.6.4电极位置、标志及色码表5 电极位置、标志及色码1.6.5 数据传输表6心电信号采集盒信号数据传输方式1.6.6运动平板尺寸:210cm×82cm×140cm重量:150kg1.6.7隔离电源尺寸:31cm×31cm×31cm重量:28kg输入/输出电压、频率和电流:~220V,50Hz,9.5A2.性能指标2.1正常工作条件a) 环境温度范围:5℃~40℃;b)相对湿度范围:25%-80%;c) 大气压力范围:700hPa~1060hPa。

《12导联动态心电远程监测系统的设计与实现》

《12导联动态心电远程监测系统的设计与实现》

《12导联动态心电远程监测系统的设计与实现》一、引言随着科技的飞速发展,现代医疗领域对于远程心电监测的需求愈发强烈。

为满足临床医生对于患者心脏健康状况的实时监控,本文提出了一种基于12导联的动态心电远程监测系统。

该系统能有效地将患者的心电数据传输至医生手中,以供医生对患者的健康状况进行及时的诊断和治疗。

本文将从系统设计、技术实现及系统应用等方面详细介绍该系统的设计与实现。

二、系统设计1. 硬件设计本系统硬件部分主要包括心电信号采集模块、数据传输模块和电源模块。

心电信号采集模块采用12导联技术,能够全面、准确地捕捉患者的心电信号。

数据传输模块则采用无线传输技术,将采集的心电数据实时传输至服务器端。

电源模块则负责为整个系统提供稳定的电力供应。

2. 软件设计软件部分主要包括数据采集软件、数据处理软件和远程监测软件。

数据采集软件负责实时采集心电信号,并将数据传输至数据处理软件。

数据处理软件对采集的心电数据进行处理和分析,提取出有用的信息。

远程监测软件则将处理后的数据通过互联网传输至医生端,供医生进行远程监测。

三、技术实现1. 心电信号采集心电信号的采集是本系统的关键环节。

我们采用了12导联技术,通过在患者身体表面放置电极,将心脏的电信号转化为可测量的电压信号。

这一过程需要精确的电路设计和严格的电极位置定位,以确保采集的心电信号准确无误。

2. 数据传输与处理数据传输部分,我们采用了无线传输技术,将心电信号实时传输至服务器端。

数据处理部分则通过专业的算法,对采集的心电数据进行处理和分析,提取出心率、心律等有用的信息。

这些信息将被传输至医生端,供医生进行远程监测。

四、系统应用本系统主要应用于心脏疾病患者的远程监测。

通过本系统,医生可以实时了解患者的心脏健康状况,及时发现并处理心脏异常情况。

同时,本系统还可以为患者提供实时的健康指导,帮助患者更好地管理自己的心脏健康。

五、总结与展望本文介绍的12导联动态心电远程监测系统,通过精确的心电信号采集、高效的数据传输与处理,实现了对心脏疾病的实时远程监测。

基于DDS算法的12导联心电信号发生器设计

基于DDS算法的12导联心电信号发生器设计
s u c ft e fe ue c ro sa l e . d t o e i a e i ton i d c t st a h y t m ro ft e me o o r e o h r q n y e r ri nayz d An he r tc d rvai n i a e tt e s se e r ro t d l h h h i 6 ̄ 1 一Ex e me tr s t n i ae t a he pr pos d me h d i fe t n h s i o t n e r tc n s2 0 p r i n e uls i d c t tt o h e t o s e f c i a d a mp ra tt o ei a a d ve h l
p a tc lv l e . r c ia au s
Ke r :DDS a i y wo ds rt hmei ; tc ECG i na e e a o ; mb d d r a —i p r tn yse ; sg lg n r t r e e de e ltme o e ai g s tm ARM ; ECG
中图分类号 :T 3 9 P 9
文献识别码 :A
国家标准学科分类代码 :3 06 1 1 .10
De i n o 2l a sg f d ECG g a e e a o a e n DDS a i m e i 1 e s n l n r t rb s d o i g rt h tc
o DS (i c dgtl rq e t y tei r mei frmutla C sgv n w ih i raie n te nD dr t ii e u nl snh s )ai e af y s h t t o l— dE G i ie , hc s el d o c ie z h

采用MSP430设计的12位心电(ECG)放大器

采用MSP430设计的12位心电(ECG)放大器

采用MSP430设计的12位心电(ECG)放大器主要有两类,一类是各种电子设备辐射出的高频噪声,一种是市电的50Hz 噪声,通常情况下后者影响尤为明显。

对这些噪声的滤波需要用到低通滤波器和50Hz 带阻滤波器。

ECG 的低通滤波器通常情况下截至频率选择在100Hz 以下,少数情况下会用到更高的频率。

低通滤波和放大可在同一级运放中实现。

带阻滤波器对最终信号的质量尤为重要,由于带阻滤波器的特性参数对元器件的精度很敏感,因此在这一级的设计中需要用到精密的阻容原件,还常常需要多级级联来获得较好的效果。

上诉几级电路都是在零偏置条件下工作,因此输出信号幅值有正有负。

而进入ADC 的信号必须是单端的,因此需要用加法器将双端的信号位移使之成为单端信号。

经过放大、滤波、位移之后的信号输入MSP430F133 的A0-A2 端进行数模转换。

转换采用MSP430 的顺序转换模式,采样频率可以用时钟中断来进行控制。

若需要100Hz 的有用信号,则应选择采样率为200Hz。

下图是实际测量得到的心电图信号:从上图可以看出,心电信号清晰稳定,完全可以满足临床监护以及病理分析的要求。

在上述电路中,想要获得清晰稳定的心电信号,滤波器的设计很关键,特别是50Hz 的带阻滤波器尤其重要。

带阻滤波器的电路比较复杂,特性受外围组容元件影响较大,因此采用模拟设计往往不太容易获得很好的特性。

并且由于使用环境的差异,例如我国市电是50Hz 而许多国家是60Hz,因此导致产品的通用性差。

如果能够采用数字滤波器,不仅稳定性的问题可以迎刃而解,并且对于不同的使用环境只需要对软件进行修改就可以了,这可以降低硬件设计复杂程度和成本,还能够提高产品的通用性。

MSP430F14X 系列单片机,内置了16bit 乘法器,因此具备了一定的DSP 功能,可以用来进行数字滤波等运算密集型的应用。

我们利用MSP430F147 设计了一种单导联的心电放。

便携式心电Holter的设计

便携式心电Holter的设计

目录第1章绪论 (1)研究背景 (1)设计任务 (1)论文内容安排 (2)本章小结 (2)第2章ECG Holter的原理 (3)ECG的介绍 (3)2.1.1 ECG的产生机理及意义 (3)2.1.2 ECG信号的特点 (3)导联系统 (4)2.2.1 导联的定义 (4)2.2.2 十二导联系统的推导方法 (4)ECG Holter系统的构造 (5)本章小结 (7)第3章系统的总体设计 (9)系统结构总揽 (9)模块功能简述 (9)本章小结 (10)第4章模拟电路的设计 (11)模拟电路框图 (11)放大器的选取 (11)电路分析与计算机仿真 (16)4.3.1 高频滤波网络 (16)4.3.2 前置放大电路 (17)4.3.3 右腿驱动电路 (18)4.3.4 高通滤波电路 (19)4.3.5 低通滤波电路 (21)4.3.6 陷波电路 (22)4.3.7 主放大器 (25)4.3.8 滤波放大电路的总体仿真 (25)4.3.9 QRS检测电路 (28)实物电路调试 (30)本章小结 (33)第5章数字电路的设计 (34)数字电路框图 (34)器件的介绍及应用 (34)5.2.1 CY7C68013A (34)5.2.2 SD卡 (35)5.2.3 LCD模块 (37)5.2.4 E2PROM (37)5.2.5 实时时钟 (38)5.2.6 A/D转换器 (38)5.2.7 按钮模块 (39)5.2.8 数字系统原理图 (39)本章小结 (40)第6章电源管理电路的设计 (41)电源管理芯片的介绍及应用 (41)电源芯片的测试 (41)系统功耗的计算 (42)本章小结 (42)第7章系统软件的设计 (43)软件流程图的简介 (43)本章小结 (44)第8章结论 (45)系统性能评价 (45)工作展望 (45)本章小结 (46)致谢 (47)参考文献 (48)(美)Charles Kitchin, Lew Counts著,冯新强等译. 仪表放大器应用工程师指南(第二版)[M]. Analog Devices ,Inc. 2005,Technical Reference Manual Version , 2005, Devices产品数据手册,产品数据手册,Semiconductor产品数据手册,产品数据手册,产品数据手册,附录一模拟电路原理图 (48)附录二数字电路原理图 (49)摘要要在不影响病人日常活动的情况下,检测心律失常病人偶发性的病变ECG波形,必须依靠能储存大容量数据的便携式动态心电监护仪(ECG Holter)。

便携式十二导联低功耗心电监护系统的设计

便携式十二导联低功耗心电监护系统的设计

便携式十二导联低功耗心电监护系统的设计王思毅;孙瑞杰【摘要】设计了一个便携式十二导联低功耗心电监护系统.系统由采用硬件滤波的前端采集电路模块、信号处理模块和显示模块组成.前端采集模块对信号进行放大并通过相应的滤波电路对信号进行滤波处理,信号经过处理模块后显示在上位机.本系统具有体积小、便于携带的特点,并利用低功耗的处理芯片使得长时间的实时心电监控更加简单方便.【期刊名称】《滨州学院学报》【年(卷),期】2017(033)006【总页数】4页(P80-83)【关键词】十二导联;滤波电路;便携式;低功耗;心电监护【作者】王思毅;孙瑞杰【作者单位】北京邮电大学电子工程学院,北京100876;北京邮电大学电子工程学院,北京100876【正文语种】中文【中图分类】TN709心血管疾病具有很强的隐蔽性和高危险性,一直是医学界研究的热点问题。

心电监护仪器因能够及时发现心血管的异常情况,而成为临床诊断以及生命科学研究的重要工具。

目前使用较多的心电监护仪器主要以工作站的形式应用于医院,因其价格昂贵且携带不便,阻碍了家庭应用的普及[1]。

随着人们生活水平的提高,肥胖、快节奏的生活压力促使心血管疾病的发病率迅速上升,已成为威胁人类身体健康的主要因素之一[2]。

与此同时,心血管疾病的发病不断趋于年轻化,而便携式的心电系统能够帮助心血管类疾病的预防及治疗。

随着电子设备的快速发展,专业的便携式心电监测设备也能够进入家庭实现心电信号的日常监护,从而使医生能够更加全面、完整地评估病人的心脏状况。

使用心电监护仪可提高护理工作效率,随时了解患者病情,提高治疗和护理质量,大幅度降低危重患者的病死率[3]。

因此,本文所研究的十二导联便携式心电监护系统具有重要的医疗价值与社会价值。

本文设计的便携式十二导联低功耗心电监护系统通过电极片从人体的10个不同部位采集心电信号,信号经过放大、滤波、模数转换的处理后传输给MSP430F149芯片,其通过控制导联切换芯片可以得到8路心电信号,通过计算可以得到十二导联信号。

心电放大器(交流供电) 设计报告

心电放大器(交流供电) 设计报告

心电放大器(交流供电)设计报告一心电简介1 心电的产生及心电检测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位的。

心脏在每个心动周期中,由起搏点、心房、心室相继兴奋,伴随着生物电的变化,这些生物电的变化称为心电。

2 典型心电图P波――左右心房兴奋时所产生的电位变化P-R间期――心房兴奋到心室兴奋所经历的时间QRS波群――心室兴奋传播过程中的电位变化T波――心室复极化过程的电位变化QT期间――心室去极化所用时间3 心电检测及其意义在体表放置两个电极(在心脏异侧),分别用导线联接到心电图机的两端,则按照心脏激动的时间顺序,将体表两点间的电位差记录下来,形成一条连续的曲线,这就是心电图。

对心电波形的分析在临床上有着重要意义,患心律不齐,心肌梗塞,冠状动脉功能异常,心肌障碍及心室肥大症的人,其心电波形较正常人均有较大变化。

心电监护在手术麻醉及恢复,心肺复苏以及电解质代谢紊乱的检测中也有重要意义。

二心电放大器的系统要求(1)人体心电信号幅度一般在0.5 mV—5mV,属于微弱信号,放大器输出信号一般在+5V—-5 V,因此要求放大器的差模电压增益为1000左右;(2)信号的频率范围一般为0.05—100Hz;(3)高输入阻抗。

人体内阻,检测电极与皮肤的接触电阻为信号的内阻,阻值一般为几十千欧,通过电极提前的心电信号是不稳定的高内阻源的微弱信号,为了减轻微弱心电信号的负载,要求放大器的差模输入阻抗大于10兆欧;(4)高共模抑制比CMRR。

人体相当于一个导体,将接收空间电磁场的各种干扰信号,它们对放大器来说相当于共模信号,因此,前置级必须采用CMRR 高的差动放大形式,能减少共模干扰向差模干扰的转化,一般放大器的共模抑制比为60dB以上。

;(5)要求具有低噪声和低漂移特性。

第二章生物医学信号放大

第二章生物医学信号放大
四设置保护级电路外界对放大器的影响放大器对人体的影响210k053k0570005250频带hz80db100db80db60dbcmrr10v噪声100m200m10m5m输入阻抗emgvepeegecg212差动放大电路分析方法cmrrcmrrcmrrcmrrcmrrcmrrcmrrcmrr抑制比整个放大电路的共模外电阻失配造成的一同向并联结构前置放大电路213差动放大应用电路二同向串联结构前置放大电路一同向并联结构前置放大电路1第一级的差模输入提示不产生共模电流
浮置 电路
接地 电路浮地电源 Nhomakorabea接地电源
1、光电耦合器件:图2.12 光电二极管、光电三极管、光电达林顿管。
光电二极管 光电三极管 光电达林顿管
电流转移系数
<0.1 0.1~0.5
1~10
频率上限
<1M <100K <100K
2、电流转移系数图2.13
Ic = β β 非线性
⋅ I in
3、互补形式的耦合级图2.15 由于有很大的非线性,必须利用互补形式减小非线性。
U iC
=
1 2
(U
i1
+
U
i2 )
U id = U i 2 − U i1
所以
UO
=
(1 −
R F1R F R1R 2
2
)
⋅U
iC
+
1 (1 + 2
2 RF1 R1
+
R F1R F R1R 2
2
)
⋅U
id
如 R1 = R F 2 = R F
R F1
R2
R
共模增益:
Ac = 0
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十二导联心电信号放大器设计摘要:本文介绍了心电图机及标准十二导联,根据“YY 1139-2000 单道和多道心电图机行业标准”,提出了心电信号放大的技术指标。

并采用以AD620及OP2335为核心的信号放大器来实现心电信号的放大,还设计了右腿驱动电路、低通滤波放大电路、0.05Hz高通滤波器电路及50Hz陷波电路,是一种实用的心电信号前端采集放大电路。

关键词:心电图;前置放大;YY1139-2000 标准1 引言1.1心电图介绍在当今社会中,心脏病等心血管已经成为了世界范围内常见的疾病,号称“头号杀手”。

由于心脏病有突发性以及长久性,对心脏病人也需要长期的治疗和监护。

心脏是循环系统中重要的器官。

由于心脏不断地进行有节奏的收缩和舒张活动,血液才能在闭锁的循环系统中不停地流动。

心脏在机械性收缩之前,首先产生电激动。

心肌激动所产生的微小电流可经过身体组织传导到体表,使体表不同部位产生不同的电位。

如果在体表放置两个电极,分别用导线联接到心电图机(即精密的电流计)的两端,它会按照心脏激动的时间顺序,将体表两点间的电位差记录下来,形成一条连续的曲线,这就是心电图。

图2.1 标准的心电图心电图是检查心脏情况的一个重要方法,其应用范围包括以下几个方面:1) 分析与鉴别各种心律失常。

2) 查明冠状动脉循环障碍。

3) 指示左右房窜肥大的情况,协助判别心瓣膜病、高血压病、肺源性及先天性心脏病的诊断。

4) 了解洋地黄中毒、电解质紊乱等情况。

5) 心电监护已广泛应用于手术、麻醉、用药观察、航天、体育等的心电监测以及危重病人的抢救。

心电图机是诊断心脏病的重要仪器之一,能够为医生提供最直观的心电波形。

欧美国家已经普遍使用十二导心电图机。

十二导联心电图同步记录能客观表达各波、段和间期,可以对早博、心动过速、预激综合征、束支阻滞及分支阻滞等进行定位诊断与鉴别诊断;将心电数据存入数据库,可以进行各种电参数的统计学处理,为临床医疗和科研工作带来了极大便利。

根据目前的微电子、单片机和计算机技术成功研制出一种便携式心电图机,它可通过液晶显示器显示心电图,同时将数据在计算机上显示并通过网络实现信息远传,是一种新颖的临床和家庭兼用的心电图机。

1.2标准十二导联简介人体是一个导体,心脏壁收缩引起的动作电势使电流由心脏传播至整个人体,所传播的电流在人体的不同部位产生不同的电势,可以通过电极在皮肤表层感应得出。

为了完整地记录心脏的电活动状况,常用水平和垂直方向的十二种不同导联作记录,称为标准十二导联,即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、aVR、aVL、aVF、V1、V2、V3、V4、V5、V6导联。

测量时须在人体上安放10个电极,分别为:右手电极VR、左手电极VL、右腿电极RL、左腿电极VF、胸部6个电极C1~C6。

根据国家标准,由这些电极可以合成标准12导联心电图,合成方式如下:1) 标准肢体导联:导联I=VL-VR;导联II=VF-VR;导联III=VF-VL;2) 加压单极肢体导联:aVR=VR-(VL+VF)/2;aVL=VL-(VR+VF) /2;aVF=VF-(VL+VR)/2;3) 常用的胸导联:胸导Vi=Ci-(VR+VL+VF)/3,式中,VR、VL、VF和Ci(i=1~6)表示右臂、左臂、左腿和胸壁的电位。

2 设计要求与技术指标2.1 具体要求总体设计要求由于心电信号的微弱、干扰大、低频等特性,所以心电数据采集预处理系统的总体设计目标是:1)高输入阻抗心电信号本身是高阻抗的微弱信号源,而测量电极也呈现很大的阻抗,并且因人而异,和放置的方法有很大的关系;而且信号源电阻和电极电阻是频率的函数,都是随着频率的增加而下降;如果放大器相比信号的电阻太小,会出现输入信号小而且不稳定的情况。

2)高共模抑制比人体携带有50HZ 的工频干扰,在提取心电信号时,又有其他生理信号的干扰,加上外界的电磁干扰和系统本身的噪声,这些都表现为共模干扰。

为了抑制这些共模干扰,必须要求放大器有很高的共模抑制比。

3)低噪声、低漂移高阻抗的心电信号会产生很大的热噪声,这对于毫伏级的测量系统必须是低噪声的。

基线漂移和零点漂移会给测量带来很严重的后果,甚至造成无法正常工作。

4)设置保护电路作为生物医学测量的生物电放大器还必须考虑设计保护电路,以防止医护人员和病人在使用过程中受到电击。

本设计根据医疗仪器的特点,采用隔离电源、光电隔离传输方式。

2.2 主要技术指标根据YY 1139-2000 单道和多道心电图机行业标准提出以下技术指标1)输入阻抗:≥5MΩ2)偏置电流:<2nA3)输入噪声:<10uV4)共模抑制比:≥100dB5)耐极化电压:±300mV6)漏电流:<10uA7)频带:0.05~250Hz3系统设计3.1设计思路心电信号十分微弱,常见的心电频率一般在0—100Hz之间,能量主要集中在17Hz附近,幅度小于5mV,心电电极阻抗较大,一般在几十千欧以上。

在检测生物电信号的同时存在强大的干扰,主要有电极极化电压引起基线漂移,电源工频干扰(50Hz),肌电干扰(几百Hz以上),临床上还存在高频电刀的干扰。

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。

由于信号源内阻可达几十KΩ、乃至几百KΩ,所以,心电放大器的输入阻抗必须在几MΩ以上,而且CMRR也要在60dB以上(目前的心电图机共模抑制比一般均在89dB)。

同时要在无源、有源低通滤波器中有效地滤除与心电信号无关的高频信号,通过系统调试,最后得到放大、无噪声干扰的心电信号。

3.2结构框图本电路设计主要是由五部分构成。

1、前置放大电路。

其中前置放大器是硬件电路的关键所在,设计的好坏直接影响信号的质量,从而影响到仪器的特性;2、共模抑制电路。

在设计中使用了右腿驱动电路、屏蔽驱动电路,它们可以消除信号中的共模电压,提高共模抑制比,使信号输出的质量得到提高;3、低通滤波电路及时间常数电路。

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,幅度微小,大概为5mV,临床监护有用频率为0.5~30几HZ,因此设计保留40HZ以下的信号。

时间常数电路实现一阶无源高通,截止频率为0.05HZ,时间常数为3.6s。

4、工频50Hz的陷波电路。

本设计采用了双T带阻滤波电路,它能够对某一频段的信号进行滤除,用它能有效选择而对电源工频产生的50Hz的噪声进行滤除;5、主放大电路:心电信号需要放大上千倍才能观测到,前置放大增益只有100~250左右,在这一级还需要放大4~10倍左右。

总体电路框图如图图3.1 总体电路框图3.3电路设计3.3.1 前置放大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3.2所示。

图3.2 AD620 放大器内部结构图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。

图3.3 前级放大电路参数选择:由于AD620的增益与之间关系如下:G=1+(R1+R2)/R3,选取R21=R22=27K,R23=6.2K, C21=39pF, C22=200pF,C23=39Pf,前置放大倍数:G1=1+(R1+R2)/R3=9.7。

3.3.2 右腿驱动电路体表驱动电路是专门为克服50Hz共模干扰,提高CMRR而设计的,原理是采用人体为相加点的共模电压并联反馈,其方法是取出前置放大中的共模电压,经过驱动电路倒相放大后再加回体表上,一般的做法是将此反馈共模信号接到人体的右腿上,所以称为右腿驱动,通常,病人在做正常的心电检测时,空间电场在人体产生的干扰电压以及共模干扰时非常严重。

而使用右腿驱动电路就能很好的解决上述问题,下图就是右腿驱动的电路图。

其反馈共模电压可以消除人体共模电压产生的干扰,还可以抑制工频干扰。

图 3.4 右腿驱动电路图参数选择:如上图上标示,C41=0.01Uf,R41=10K,C42=1M.3.3.3 低通滤波放大电路由RC元件与运算放大器组成的滤波器称为RC有源滤波器,其功能是让一定的频率范围内的信号通过,抑制或急剧衰减此频率范围以外的信号。

具有理想幅频特性的滤波器是很难实现的(如图3.5虚线)。

只能用实际的滤波器的幅频特性去逼近理想的特性。

常用的方法是巴特沃斯(Butterworth)逼近和切比雪夫(Chebysher)逼近,为保证心电信号原形,采用较平坦的巴特沃思有源滤波。

如图所示,滤波器的阶数N越高,幅频特性衰减的速度越快,就越接近于理想幅频特性。

图3.5 巴特沃斯幅频特性图3.6 实用二阶低通巴特沃思滤波器参数选择:要滤除250Hz的频率,经过Mulisim仿真选择阻值,如图上图中各元件的标注,R41=R42=R=6.8k,C41=C42=0.1uf,f=1/(2πRC)=258Hz,基根据二阶低通巴特沃思滤波器公式:截止频率为H本上符合设计要求。

3.3.4 0.05Hz高通滤波器电路此次设计用的是反相的二阶巴特沃兹高通滤波器,其中放大倍数设置为1,截止频率为0.05Hz。

如图3.7所示,各个电阻以及电容的参数值在电路中已标明。

图3.7 巴特沃兹二阶反相高通滤波电路3.3.4 50Hz陷波电路工频干扰时心电信号的主要干扰,虽然前置放大电路对共模干扰具有一定的抑制作用,但是有部分工频干扰是以差模方式进入电路的,且频率处于心电信号的频带之内,加上电极和输入回路不稳定的因素,前级电路输出的心电信号仍存在较强的工频干扰,所以必须专门滤波。

采用如下图所示的有源双T带阻滤波器,该电路的Q值随着反馈系数β(0<β<1)的增高而增高,Q值与β关系如下Q=1/(1-β),调节下图中的R64和R64可以改变Q值。

图3.8 50HZ双T陷波电路参数选择:实验中选用陷波效果很好的经验参数。

即R61=R62=R=33 KΩ,R64=2KΩ,R4=148KΩ,R63=1/2 R=15KΩ。

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