遠(yuǎn)程無(wú)線心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
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2)前置放大電路及右腿驅(qū)動(dòng)電路
①前置放大電路
人體體表采集到的心電信號(hào)非常徽弱，一般為0．05～5 mV，而且信號(hào)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?yàn)?a class="contentlabel" href="http://cafeforensic.com/news/listbylabel/label/心電信號(hào)">心電信號(hào)存在強(qiáng)大的干擾，增益太大有可能導(dǎo)致靜態(tài)工作點(diǎn)的偏離，甚至進(jìn)入截止或飽和，引起心電放大器的阻塞。因此設(shè)計(jì)中考慮放大電路分為兩級(jí)實(shí)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(hào)引腳之間接入的電阻R決定信號(hào)的增益，增益方程式為：G=1+49．4 kΩ／R，對(duì)于所設(shè)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://cafeforensic.com/article/159592.htm
②右腿驅(qū)動(dòng)電路
心電信號(hào)采集時(shí)，很多的共模干擾會(huì)把微弱的心電信號(hào)淹沒，因此要求放大電路有很高的共模抑制比(CMRR)。為了進(jìn)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(dòng)電路：由低功耗運(yùn)放AD705、電阻網(wǎng)絡(luò)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(hào)，如果檢測(cè)出共模電壓，則輸入右腿驅(qū)動(dòng)放大電路(R6、C5、R7、AD7 05)進(jìn)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(hào)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(shè)計(jì)中選擇了一個(gè)簡(jiǎn)單的RC高通濾波器用來(lái)濾除各種低頻噪聲和一個(gè)低通濾波器來(lái)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(shí)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(luò)有源陷波電路
50 Hz工頻干擾是心電信號(hào)采集中主要干擾之一，對(duì)心電波形的影響較大。選擇雙T網(wǎng)絡(luò)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(luò)是RC選頻電路，當(dāng)R=R11=R12=2xR13，C8=2XC9=2xC10=2xC時(shí)，網(wǎng)絡(luò)達(dá)到嚴(yán)格對(duì)稱，才能使對(duì)應(yīng)于f0頻率的信號(hào)互相抵消，衰減到零。
U5和兩個(gè)反饋電阻R14、R15組成反饋回路，具有頻率增強(qiáng)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(duì)應(yīng)較窄的阻帶而低Q對(duì)應(yīng)較寬的阻帶。本課題中對(duì)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(jì)算得到R為68 kΩ；由設(shè)定的Q值得到F=0．9，選擇R14為2kΩ，則計(jì)算得到R15為18kΩ。
評(píng)論