21生物電放大器(編輯修改稿)
2025-08-21 14:42 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 醫(yī)學(xué)院 27 ? 生物電放大器的基本結(jié)構(gòu)和原理 ? 前置放大器 ： 10~15倍 ? 高增益、高輸入阻抗、低噪聲、差模放大 ? 高通濾波器 ? 隔離放大器 ： 10~1000倍 ? 低通濾波器 ? 高電壓保護電路 高 通 濾 波 器 低 通 濾 波 器 前置放大器 隔離放大器 + － 高電壓保護 2022/8/22 溫州醫(yī)學(xué)院 28 前置放大器 ? 生物電放大器的前置級均由差分放大器構(gòu)成 ? 最基本的理想差分放大器 ? 兩個三極管及相對應(yīng)的電阻參數(shù)一致。輸出電壓 Vo等于兩晶體管集電極輸出電壓之差 Vo=Vo1－ Vo2。 ? 零點漂移抑制 ? 差模信號放大 ：等于三極管增益 ? 共模信號輸出： 0 ? 共模抑制比：無窮大 2022/8/22 溫州醫(yī)學(xué)院 29 ? 典型的前置放大器構(gòu)成原理： ? 三個差分放大器構(gòu)成兩級放大電路（也稱三運放結(jié)構(gòu)） ? 差模放大： Gd=Gd1 Gd2 ? 共模抑制： GC=GC1 GC2 =GC2 （ GC1=1） 2022/8/22 溫州醫(yī)學(xué)院 30 ? 前置放大器噪聲的抑制 ? 噪聲的產(chǎn)生 ? ①生物體阻抗和引入導(dǎo)線阻抗產(chǎn)生熱噪聲 ? K波爾茲曼常數(shù)， T絕對溫度， RS信號源通路阻抗，B帶寬 ? ②放大器元件內(nèi)部的電流和電壓噪聲 ? 信號通路的總噪聲 4r m s sE k T R B?22112 2 2 2 4ffr m s n s n sE e d f R i d f k T R B? ? ???內(nèi)部電壓噪聲 內(nèi)部電流噪聲 引入熱噪聲 2022/8/22 溫州醫(yī)學(xué)院 31 ? 噪聲抑制 ? 降低生物體接觸阻抗和引入導(dǎo)線阻抗 ? 選用低噪聲元器件和放大器 ? 限制帶寬 ? 高通濾波器 RL和 CL組成 ? 低通濾波器 RH和 CH組成 ? 帶寬公式： 帶寬濾波器 1122HL H H L Lf f f R C R C??? ? ? ?2022/8/22 溫州醫(yī)學(xué)院 32 共模抑制的消除方法 ? 共模干擾 ? 定義：進行生物電測量時，被測體因受到外界交變電磁場的作用，而在人體表各部位上產(chǎn)生的幅度、頻率和相位均相同的交流感應(yīng)電位。 ? 最常見的是 50Hz工頻干擾 心電的 50Hz工頻干擾 2022/8/22 溫州醫(yī)學(xué)院 33 1 10 100 1k 10k 100k 1M 10M 100M 1G /Hz 50 EEG EMG EOG ENG ERG PCG SEP AEP ECG VEP 50Hz工頻干擾 雷電 電刷火花 燈管放電 無線電 宇宙射線 醫(yī)用遙測 高頻治療 /電刀 /電療 信號及干擾源的頻率分布 ENG electronystagmography眼球震顫電流描記 PCG phonocardiogram心音圖 AEP auditory evoked potential 聽覺激發(fā)電位 SEP somatosensory evoked potential身體感覺激發(fā)電位 2022/8/22 溫州醫(yī)學(xué)院 34 ? 50Hz工頻干擾引入的途徑 ? 途徑一：通過人體分布電容耦合 id。 ? 途徑二：通過導(dǎo)線分布電容耦合 id id2。 50Hz工頻干擾形成示意圖 2022/8/22 溫州醫(yī)學(xué)院 35 ? 人體分布電容引入的工頻干擾 id ? Z1 , Z2為皮膚和放大器間導(dǎo)線電阻及皮膚接觸電阻的等效阻抗， ZG為接地電
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