模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)-心電圖儀設(shè)計(jì)與制作(編輯修改稿)
2025-06-27 00:03 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 es the characteristics of ECG and its impact on amplifier regard to the specific circuit design unit also made a brief introduction.武漢理工大學(xué)《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì) 4 引 言儀的關(guān)鍵部件. 如下圖所示,心電信號(hào)主要由 P 波、 QRS 波群、T P波的寬度不超過(guò) ，最高幅度不超過(guò) QRS 波群最高不超過(guò)。而 T 波不應(yīng)低于 R 波 1/ ~30HZ,幅度約為0~5mV,信號(hào)十分微弱.心電信號(hào)圖 由于心電信號(hào)中通?；祀s有其它生物電信號(hào),加之體外以 50Hz 工頻干擾為主的電磁場(chǎng)的干擾,使得心電噪聲背景較強(qiáng),出有臨床價(jià)值的干凈心電信號(hào),往往要求心電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有高精度、高穩(wěn)定性、高輸入阻抗、高共模抑制比、OP07 芯片設(shè)計(jì)了一種符合上述要求的多路心電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng).武漢理工大學(xué)《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì) 5 1 設(shè)計(jì)方案比較 光電效應(yīng)手指脈搏傳感器圖 11利用指套式光電傳感器，臟的跳動(dòng),引起手指尖的微血管的體積發(fā)生相應(yīng)的變化，當(dāng)光通過(guò)手指尖射到硅光電池時(shí),產(chǎn)生光電效應(yīng),這樣就把人體的脈搏轉(zhuǎn)換為相應(yīng)于脈博的電信號(hào), 方便檢測(cè).一級(jí)放大電路部分:采用運(yùn)放LM324 作為放大芯片,把指尖取出的極微弱的 ～3 uA 的電流放大約 20 倍.昂二階低通濾波部分: 按人體脈搏在最高跳動(dòng)次數(shù) 240 次/min 計(jì)算，據(jù)歸一化法設(shè)計(jì)低通放大器，3dB 截止頻率為 14HZ.電源部分采用電池供電.其優(yōu)點(diǎn)是,電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于制作.但缺點(diǎn)是,光電效應(yīng)手指脈搏傳感器價(jià)格貴,且入射光強(qiáng)太強(qiáng)時(shí),會(huì)使輸出飽和.此外,由于缺少陷波部分的設(shè)計(jì),50HZ 的工頻信號(hào)會(huì)給電路帶來(lái)極大干擾,使輸出信號(hào)失真.武漢理工大學(xué)《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì) 6 壓電陶瓷式脈搏傳感器圖 12選用壓電陶瓷片HTD 作為傳感器，把人體的脈搏震動(dòng)轉(zhuǎn)換成為電信號(hào)輸入到放大整形電路的輸入端口. 其優(yōu)點(diǎn)是制作方便,但價(jià)格相對(duì)較貴.數(shù)據(jù)采集部分,用 OP07 這種具有一定精度的普通運(yùn)算放大器來(lái)構(gòu)建放大電路.，可以通過(guò)更改從而精確度得到保證，但是數(shù)字濾波對(duì)處理器的要求比較高，想要得到更好的濾波效果就要求濾波器取更高的階數(shù)，處理器時(shí)鐘周期盡可能小，乘法的計(jì)算速度盡可能大，一般非 DSP 處理器達(dá)不到要求.電源部分采用 7805 和 7905 輸出正負(fù)五伏直流電壓為運(yùn)算放大器供電. 銅片式脈搏傳感器武漢理工大學(xué)《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì) 7 圖 13銅片式脈搏傳感器的原理與壓電陶瓷類似,由于銅片的形變產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào). 其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉,但缺點(diǎn)是極易受到干擾.前置放大電路選用儀用放大器 OP07 作為前置放大器. 由于人體心電信號(hào)十分微弱,噪聲背景強(qiáng)且信號(hào)源阻抗較大,加之電極引入的極化電壓差值較大(比心電差值幅度大幾百倍),因此,通常要求前置放大器具有高輸入阻抗、高共模抑制比、低噪聲、低漂移、非線性度小、合適的頻帶和動(dòng)態(tài)范圍等性能, OP07 具有高輸入阻抗、低噪音、高精度、較高建立時(shí)間、低功耗等特性,而理論上其共模抑制比為無(wú)窮大,非常適合作為醫(yī)療儀器前置放大器使用.濾波部分選用 OP07 ,又不像高階濾波會(huì)因?yàn)殡娮桦娙堇鄯e誤差過(guò)大影響濾波效果.后級(jí)放大部分用 OP07 做放大，電源部分采用正負(fù) 12V 直流電壓為運(yùn)算放大器供電.因此,綜合各種原因考慮,決定使用銅片式脈搏傳感器.武漢理工大學(xué)《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì) 8 2 單元電路設(shè)計(jì) 前置放大部分因?yàn)榻邮艿男盘?hào)非常微弱，對(duì)于后級(jí)的信號(hào)處理和測(cè)量較難實(shí)現(xiàn)，所以在
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