醫(yī)用電子儀器3(已修改)
2025-01-09 06:54 本頁面
【正文】 第三章：信號放大第三章：信號放大各種生物信號都屬于 低頻的微弱 自然信號，為了對生物信號進(jìn)行各種處理、記錄、顯示，必須首先 把信號放大 到所要求的強(qiáng)度。各種生物電放大器的結(jié)構(gòu)、性能等都成為生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)中的主要研究內(nèi)容。 放大器的核心是前置放大 ，所以前置級的設(shè)計是本章的重點(diǎn)。? 掌握基本差動放大器和同向并聯(lián)結(jié)構(gòu)放大器的電路分析方法 *? 掌握光電隔離電路的分析方法 *? 掌握基本濾波器電路的分析方法一 基本要求–高 輸 入阻抗–高共模抑制比–低噪聲、低漂移–設(shè) 置保 護(hù)電 路167。1 生物電放大器前置級原理生物電放大器前置級原理l 電極與人體接觸的阻抗與電極安放位置、電極本身物理狀況有關(guān)l 信號源，電極與人體接觸阻抗是信號頻率的函數(shù)l 電極阻抗與電流密度大小有關(guān)l 電極阻抗和皮膚壓力有關(guān)，和導(dǎo)電膏離子濃度有關(guān)如果放大器輸入阻抗不夠高（與源阻抗相比），就會造成信號低頻分量的幅度減少，產(chǎn)生低頻失真。 l 信號源阻抗與生理狀況有關(guān)（一）高輸入阻抗 Us生物信號電壓； RT1， RT2人體電阻，數(shù)十歐姆至數(shù)百歐姆；RS1， RS2電極與皮膚接觸電阻，數(shù)千歐姆至 150K，與皮膚的干濕，清潔程度以及皮膚角質(zhì)層的厚薄有關(guān)；CS1， CS2電極與皮膚之間的分布電容，數(shù)皮法至數(shù)十皮法；C1， C2信號線對地電容，長 1m的電纜線約數(shù)十皮法 。RL1， RL2信號線和放大器輸入保護(hù)電阻，通常小于30K； Ri放大器輸入電阻；設(shè)放大器的差模增益為 Ad，輸出電壓為 UO。 如果 Zs的值從 2變化到 150KΩ 時，在 Zi＝ 1MΩ 時，由公式得到 A’d的不穩(wěn)定波動為 %；而在 Zi＝ 5MΩ 時， A’d的不穩(wěn)定波動下降為 %。放大器對生物信號的電壓增益電極放大器名稱參數(shù)名稱ECGAmpEEGAmpVEPAmpEMGAmp輸入阻抗 1M?5M?200M?100M?輸入端短路噪聲（ pp）≤10?V≤3?V≤?V≤8?V共模抑制比 ≥60dB≥80dB≥100dB≥80dB頻帶 2Hz10kHz 板電極 片狀或針電極幾種體表電位測量時輸入阻抗指標(biāo)（二）高共模抑制比 為了抑制人體所攜帶的工頻干擾及所測量的參數(shù)外的其他生理作用的干擾，須選用差動放大形式。因此， CMRR值是放大器的主要指標(biāo)。 值得注意的是：放大器的實(shí)際共模抑制抑制能力受 到 放大器前邊電極系統(tǒng) 的影響。通過兩個電極提取生物電位時，等效源阻抗一般：Zs1， Zs2不完全相等 。Zs1與 Zs2的 數(shù)值大小主要與下列因素有關(guān)：1. 人體汗腺分泌情況；2. 皮膚清潔情況有關(guān)；3. 電極、皮膚接觸電阻；4. 電極本身物理狀態(tài)。輸入阻抗與共模抑制比高 CMRR高 Ri？設(shè) Ucm為共模干擾
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