生物医学信号实验报告

生物医学信号处理

实验报告

班级：111100402

姓名、学号：云莉11110040230

张素丽11110040231

张宇11110040232

赵倩男11110040233

钟茂娇11110040234 指导老师：崔建国、王洪

实验名称：模拟滤波器、ECG放大器及QRS检测器

一、实验目的：1、学习四种模拟滤波器：低通、高通、带通

和带阻滤波器的特性；2、将这些滤波器用于ECG放大器

中，学会如何在QRS检测电路中应用这些滤波器。

实验仪器：双踪示波器、信号发生器、ECG电极、记录

仪、ECG放大器和QRS探测电路板、模拟滤波器板。

二、实验原理步骤：采用集成四个运算放大器的LM324可构成

上述的所有电路。电路图如书上所示。

1、低通滤波器

（1）打开滤波器板上的电源。将信号发生器产生的10HZ的正弦波信号以尽可能小的幅值送到积分器的输入端，同时用滤波器观察输入和输出，计算增益。

（2）从10HZ开始，以10HZ为单位逐渐增加频率，直至200HZ位置，记录每个频率点的输出。用这些只画出幅频特性图，然后找到输出值为10HZ处输出值的0.707倍的频率点，记录这个频率值。

（3）通过观察输入输出的相移来验证低通滤波器在高频段的积分作用，记录在高端转折频率处的相移。

2、高通滤波器

（1）将信号发生器产生的最小幅值的200HZ正弦信号送到差分放大器输入端，同时用示波器观察输入和输出，

（2）从200HZ频率点开始，一枚20HZ为单位逐渐减小频率，直至接近主频率为止，记录每个频率点的输出，然后找出在什么频率处的幅值喂200HZ处幅值的0.707杯，这是低端频率的3DB 点，记录下这个值。

（3）通过观察输入、输出的相移，验证噶奥通滤波器再低频段的差分结果。

3、带通滤波器

对于1V的正弦信号，从10HZ到150HZ变化其频率.记录gao/di转折品路，找到这个滤波器的中心频率和带宽。

4、带阻滤波器/陷波器

给本滤波器施加1V、60HZ正弦信号，测量输出电压，对于100HZ正弦信号重复此过程，记录结果。

三、实验结果及分析：

(1)低通滤波器幅频特性图

（2）高通滤波器幅频特性图

（4）带通滤波器幅频特性图

（5）带阻滤波器幅频特性图

即通过四个图我们可以清楚地知道低通滤波器在120HZ处的输出值是10HZ处输出值得0.707倍；高通滤波器在40HZ处输出值是200HZ处幅值的0.707倍；带通滤波器的转折频率是80HZ；而带阻滤波器频率一直增大。

一、实验名称：信号转换、FIR滤波器的设计

一、二、实验目的：：（1）证实采样速率对信号频谱的影

响，阐明品与混叠的结果

（2）学会FIR滤波器的设计方法（3）学会使用UW DigiScope软件

实验仪器：安装有UW DigiScope 软件的计算机一台

三、实验原理步骤：1、信号转换：

（1）安装UWDigiScope软件，打开，然后安装正弦波，并计算其周期。已远高于Nyqaist f的f=550HZ采样该波，使用零阶保持命令重建信号，测量峰值发生的频谱。

（2）以Nyqaist f的5%~10%的采样频率采样。描述采样数据的出现何其功率谱，测量响应峰值的f。

（3）再以几倍的Nyqaist f频率采样，观察采样结果。

（4）再加一个正弦波，构成两个正弦波叠加的效果。再重复上述步骤，观察结果。

2、FIR滤波器的设计：

（1）先用UWDigiScope软件的主菜单“（G）enwave”功能生成带有一些随机噪声的ECG文件，如生成频率为20HZ 的正弦波信号，且添加频率为50HZ的噪声信号在里面，再选择“（L）oad filter”，最后选择hanning-fil来运行海宁滤波器。此（G）enwave功能装载后立即执行滤波函数。通过选择“（R）un filter”可以观察到两个滤波器级联的效果。

（2）滤波器poly。2.fil，poly。3.fil和poly。4.fil 分别为L=2,3,4的最小平方平滑滤波器。测试其中一个的

ECG数据，首先用“（C）opy data”命令将初始信号从上通道移到下通道，然后应用ECG数据，用“（L）oad filter”来装载并运行滤波器。观察每个滤波器的幅值响应和相位响应，改变ECG的数据采样频率，观察滤波器的性能变化。

（3）再装载poly。4.fil滤波器，用“（M）easure”命令来测量未滤波数据和滤波数据中QRS峰值间隔的差别。

（4）求导数：在ECG上用不同的求导滤波器限制做实验。

（5）脉冲响应：首先选择“（F）ilters”，然后选择“（D）esign”接着选择“（P）ulse resp”，并指定滤波器字长为 5.输入合适的传递函数方程的系数观察频率响应。在存储滤波器结果后返回主菜单，用“（G）enwave”功能产生一个正弦波，然后“（R）un filter”来观察滤波效果。

（6）零点设置：在单位圆上设置零点，产生50HZ的噪声，用滤波器去噪声。

四、实验结果分析：

即通过实验分析我们可以得到这些图形。