醫(yī)學電子學第二章(已修改)
2025-01-09 06:34 本頁面
【正文】 第二章生物醫(yī)學信號放大 王偉 13594010034 第一節(jié)生物電放大器前置級原理 一、基本要求 1．高輸入阻抗 2．高共模抑制比 為了抑制人體所攜帶的工頻干擾以及所測量的參數(shù)外的其他生理作用的干擾， CMRR應(yīng)是放大器的主要指標。生物電放大器的 CMRR值一般要求 6080dB，高性能放大器的 CMRR達 100dB。 通過兩個電極提取生物電位時，等效源阻抗 Zs1和 Zs2一般不完全相等，其數(shù)值大小與人體汗腺分泌情況、皮膚清潔程度有關(guān)。各個電極處的皮膚接觸電阻是不平衡的，而且因人而異，加之兩個電極本身的物理狀態(tài)不可能完全對稱，這樣使得與差動放大器兩個輸入相連的源阻抗 Zs1和 Zs2實際十分復(fù)雜。不平衡是絕對的，這種不平衡造成的危害是共模干擾向差模干擾的轉(zhuǎn)化，從而造成共模干擾輸出。對于已經(jīng)發(fā)生的這種轉(zhuǎn)化，放大器本身的共模抑制能力再高也將無濟于事。但是，提高放大器的輸入阻抗，則會減小這一轉(zhuǎn)化。 issCMBAZZZUUU 12??? 3．低噪聲、低漂移 高阻抗源本身就帶來相當可觀的熱噪聲，使輸入信號的質(zhì)量很差。所以，為了獲得一定信噪比的輸出信號，對放大器的低噪聲性能有嚴格的要求。理想的生物電放大器，能夠抑制外界干擾使其減弱到和放大器的固有噪聲為同一數(shù)量級。放大的低噪聲性能主要取決于前置級，正確設(shè)計放大器的增益分配，在前置級的噪聲系數(shù)較小時，可以獲得良好的低噪聲性能。前置級的低噪聲設(shè)計，是整個放大器設(shè)計的主要任務(wù)。 4．設(shè)置保護電路 作為生物醫(yī)學測量的生物電放大器，應(yīng)在前置級設(shè)置保護電路，包括人體安全保護電路和放大器輸入保護電路。任何出現(xiàn)在放大器輸入端的電流或電壓，都可能影響生物電位，使人體遭受電擊。保護電路使通過電極的電流保持在安全水平。在進行人體生物電檢測時，應(yīng)考慮到同時作用于人體的其他醫(yī)學檢測設(shè)備或可能存在的某種干擾對放大器的破壞作用。前置級的輸入回路設(shè)置保護電路，以保證放大器的正常工作。 二、差動放大電路分析方法 放大電路總的增益為： 整個放大器的總的共模抑制比 CMRR為： 理論上，為了提高放大器的 CMRR，可以使外電路電阻失配造成的共模誤差電壓與集成器件本身產(chǎn)生的共模誤差電壓互相抵消，以使 Ac趨近于零。
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