简易心电图仪设计(课程设计)

电子综合实践设计报告中文题目简易心电图仪设计

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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围为0.05Hz~100Hz，幅度约为0~4mV，信号十分微弱。由于心电信号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

Abstract

Electrocardiogram 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 (6)

2.1理论分析及芯片选用依据 (6)

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 (7)

2.2.3 滤波网络模块 (7)

3、系统实现 (8)

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 (9)

3.1.3 滤波电路 (10)

3.2低噪声稳压电源的设计 (11)

3.3系统硬件接线原理图 (12)

总结 (12)

参考文献 (13)

附录 (14)

1、设计要求

设计制作一个简易心电图仪，可以测量人体心电信号并在示波器上显示出来。示意图如图1所示。

图1 简易心电图仪示意图

导联电极说明：

RA-右臂；LA-左臂；LL-左腿；RL-右腿。

第一路心电信号，即标准I 导联的电极接法：RA 接放大器反相输入端（－），LA 接放大器同相输入端（＋），RL 作为参考电极，接心电放大器参考点。

第二路心电信号，即标准Ⅱ导联的电极接法：RA 接放大器反相输入端（－），LL 接放大器同相输入端（＋），RL 作为参考电极，接心电放大器参考点。

RA 、LA 、LL 和RL 的皮肤接触电极分别通过1.5m 长的屏蔽导联线与心电信号放大器连接。

基本要求及技术指标如下：

1）电压放大倍数1000，误差+5%;

RA

2）—3dB低频截止频率0.05Hz，（可不测试，由电路设计予以保证）;

3）—3dB高频截止频率100Hz，误差±10Hz;

4）频带响应波动在±3dB之;

5）共模抑制比>60dB（含1.5m长的屏蔽导联线，共模输入电压围为±7.5v）;

6）差模输入电阻>5M（可不测试，由电路设计予以保证）;

7）输出电压动态围大于±10V;

8）设计并制作心电放大器所用的直流稳压电源,直流稳压电源输出交流噪声<±3mV。

2、方案设计

2.1 理论分析及芯片选用依据

人体心脏工作产生的生物电流在身体表面不同部位产生不同电势，并且随心跳的节律呈现规律性的升降变化，通过电极将变化着的电位差检测并记录下来就是心电图（ECG）。心电信号是一种带宽为0.05Hz 至100Hz（有时高达1kHz），幅度在10µV~5mv 的微弱交流信号，并且混杂有人体生物电干扰以及各种外部电磁干扰。如何从环境噪声中提取微弱的心电信号是设计的难点和要点。低成本低功耗便携式简易心电图仪是本设计的最大考量。它顺应了保健电子产品设计的发展趋势。系统采用低噪声稳压电源供电，能采集标准导联方式I 或II 心电信号，通过放大、滤波得到模拟心电信号。本系统主要需要以下几种功能的芯片：仪用放大器、通用运算放大器，。为此，在选择用于本系统的集成芯片（IC）时，低功耗、小尺寸、高精度、性能稳定的芯片就是选用的目标。其中，AD620是低成本、高精度仪表放大器,仅需要一个外部电阻设置增益，增益围为1至