遠程無線心電監(jiān)護系統(tǒng)的硬件設計
加入技術(shù)交流群
2)前置放大電路及右腿驅(qū)動電路
①前置放大電路
人體體表采集到的心電信號非常徽弱，一般為0．05～5 mV，而且信號源阻抗比較大，這就要求放大電路增益大，輸入阻抗高；但是又因為心電信號存在強大的干擾，增益太大有可能導致靜態(tài)工作點的偏離，甚至進入截止或飽和，引起心電放大器的阻塞。因此設計中考慮放大電路分為兩級實現(xiàn)，前置放大增益為10左右，選擇由AD公司的儀表放大器AD620及外圍器件組成，電路原理圖如圖4右半部分所示。AD620的1、8號引腳之間接入的電阻R決定信號的增益，增益方程式為：G=1+49．4 kΩ／R，對于所設定的增益，控制電阻值為：R=49．4／(G-1)kΩ。本課題中為了使R為整數(shù)，取G=10．88，則R=5 kΩ，即圖4中R10為5 kΩ。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/159592.htm
②右腿驅(qū)動電路
心電信號采集時，很多的共模干擾會把微弱的心電信號淹沒，因此要求放大電路有很高的共模抑制比(CMRR)。為了進一步提高前置放大電路的共模抑制比，去除人體攜帶的交流共模干擾，我們選擇使用圖4左半部分的右腿驅(qū)動電路：由低功耗運放AD705、電阻網(wǎng)絡R8、R9、R10組成。其工作原理是：從前置放大電路的增益調(diào)節(jié)電阻處提取反饋信號，如果檢測出共模電壓，則輸入右腿驅(qū)動放大電路(R6、C5、R7、AD7 05)進行反相放大后反饋到右腿電極，這有效地降低了共模電壓。
3)濾波電路
①高低通濾波電路
心電信號的有用信息主要集中在0．05～100 Hz之間，為了抑制直流漂移、呼吸引起的基線漂移以及放大電路通頻帶外的低頻噪聲，本課題的設計中選擇了一個簡單的RC高通濾波器用來濾除各種低頻噪聲和一個低通濾波器來消除高頻干擾，以提取有用的心電信息。如圖5左半部分所示：高通濾波器由R23和C15構(gòu)成，濾波器的時間常數(shù)t=RC=3．2 s，截止頻率為
。低通濾波器有R22和C16構(gòu)成，濾波器的截止頻率為：
。
②雙T網(wǎng)絡有源陷波電路
50 Hz工頻干擾是心電信號采集中主要干擾之一，對心電波形的影響較大。選擇雙T網(wǎng)絡有源陷波電路專門濾除50 Hz工頻干擾，如圖5右半部分。電路的中心頻率：
。其中雙T網(wǎng)絡是RC選頻電路，當R=R11=R12=2xR13，C8=2XC9=2xC10=2xC時，網(wǎng)絡達到嚴格對稱，才能使對應于f0頻率的信號互相抵消，衰減到零。
U5和兩個反饋電阻R14、R15組成反饋回路，具有頻率增強作用，使得阻帶寬度變窄，品質(zhì)因數(shù)Q值提高，陷波特性好。反饋系數(shù)
，品質(zhì)因數(shù)
。品質(zhì)因素Q決定陷波電路的選擇性，高Q對應較窄的阻帶而低Q對應較寬的阻帶。本課題中對于50 Hz的陷波電路，選擇Q值為2．5，則根據(jù)
選擇電容C為47 nF，計算得到R為68 kΩ；由設定的Q值得到F=0．9，選擇R14為2kΩ，則計算得到R15為18kΩ。
評論