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一种生理信号采集放大电路制造技术

技术编号:12080643 阅读:162 留言:0更新日期:2015-09-19 17:53
一种生理信号采集放大电路,包括:差分输入及初级放大电路,连接于输入的生理信号,对生理信号进行采样及初次放大;滤波电路,连接于差分输入及初级放大电路的输出端,对差分输入及初级放大电路的输出信号进行带通滤波及50Hz工频陷波;二级放大及电压抬升电路,连接于滤波电路的输出端,对滤波之后的信号进行再次放大并将放大后的信号最低值抬升至零伏以上;其中,所述差分输入及初级放大电路包括差分高阻输入子电路、阻容滤波子电路、一级放大子电路和基准电位反馈子电路。本发明专利技术提供一种有效对身体保护、精度较高、准确性良好的生理信号采集放大装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医学测量仪器
,尤其涉及肌电、心电等生理信号采集放大电路
技术介绍
现有的生理信号采集放大电路包括:采集电路,用于将生理信号采集入电路;滤波电路,用于将采集电路采集到的生理信号按生理信号特性进行滤波处理;放大电路,用于将滤波之后的生理信号放大,便于显示。存在的技术缺陷为:(1)输入阻抗低,皮肤与电路的隔离效果不好;(2)共模抑制比不高;滤波电路阶数较低,或采用无源滤波,滤波效果较差;上述问题导致目前的采集电路对身体的保护不够,并且采样精度不高,无法用于医学检测,实验数据对准确判断身体状况的参考意义不大。
技术实现思路
为了克服已有生理信号采集放大方式的对身体保护不够、精度较低、准确性较差的不足,本专利技术提供一种有效对身体保护、精度较高、准确性良好的生理信号采集放大电路。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种生理信号采集放大电路,包括:差分输入及初级放大电路,连接于输入的生理信号,对生理信号进行采样及初次放大;滤波电路,连接于差分输入及初级放大电路的输出端,对差分输入及初级放大电路的输出信号进行带通滤波及50Hz工频陷波;二级放大及电压抬升电路,连接于滤波电路的输出端,对滤波之后的信号进行再次放大并将放大后的信号最低值抬升至零伏以上;其中,所述差分输入及初级放大电路包括差分高阻输入子电路,包括正输入、基准、负输入三个输入端,>分别连接于人体表面的不同位置,并采用两路BiFET运算放大器分别对正输入、负输入的生理信号进行差分高阻处理;阻容滤波子电路,连接于差分高阻输入子电路的输出端,对两路BiFET运算放大器的输出分别进行滤波特性相同的阻容滤波;一级放大子电路,连接于阻容滤波子电路的输出端,采用仪表放大器对阻容滤波子电路的两路输出进行差分放大并将输出作为差分输入及初级放大电路的输出供给后级的滤波电路,同时一级放大子电路产生参考电位输出;基准电位反馈子电路,连接于一级放大子电路的参考电位输出,并采用运算放大器进行有源滤波及放大处理,产生基准电位输出,并将基准电位输出反馈至基准输入端,同时前馈至阻容滤波子电路。进一步,所述滤波电路包括:带通滤波子电路,连接于差分输入及初级放大电路的输出端,对输入信号进行带通滤波;工频陷波子电路,连接于带通滤波子电路的输出端,对输入的信号进行50Hz工频陷波。再进一步,所述差分高阻输入子电路包括BiFET运算放大器U1和U2、电阻R6、R7、R8,电容CC1、CC2、CS1、CS2,差分高阻输入子电路的正输入端与BiFET运算放大器U1正输入相连,BiFET运算放大器U1负输入一条路通过电阻R6与BiFET运算放大器U1输出端相连,另一条路与电阻R7的一端相连,差分高阻输入子电路负输入端与BiFET运算放大器U2正输入相连,BiFET运算放大器U2负输入一条路通过电阻R8与BiFET运算放大器U2输出端相连,另一条路与电阻R7的另一端相连,BiFET运算放大器U1的输出引脚与阻容滤波子电路的输入端CR+相连,BiFET运算放大器U2的输出引脚与阻容滤波子电路的输入端CR-相连。所述阻容滤波子电路包括电容C2、C3,电阻R9、R10,阻容滤波子电路输入端CR+经电容C2一路与电阻R9一端相连,另一路与一级放大子电路的输入端OP1+相连,阻容滤波子电路输入端CR-经电容C3一路与电阻R10一端相连,另一路与一级放大子电路的输入端OP1-相连,电阻R9另一端与R10另一端相连,此连接点又与基准电位反馈子电路的输出端相连。所述一级放大子电路包括仪表放大器U4、电阻R1、R2、R3、电容CC3、CS3,其中电阻R3与电阻R2串联之后与电阻R1并联接入仪表放大器U4的两个增益控制引脚,仪表放大器的输出端OP1_OUT作为一级放大子电路的输出与滤波电路的输入端相连,电阻R2和R3的中间点与基准电位反馈子电路的输入端相连。基准电位反馈子电路包括运算放大器U3,电阻R4、R5,电容C1、CC4、CS4,其中基准电位反馈子电路的输入端一路与运算放大器U3负输入端相连,第二路与电阻R5一端相连,电阻R5的另一端连接至运算放大器U3的输出端,第三路经电阻R4与电容C1串联连接至运算放大器U3的输出端,运算放大器的正输入端接地,运算放大器U3的输出端一路连接至差分输入及初级放大电路的基准端,另一路连接至阻容滤波子电路中R9与R10的中间点。所述带通滤波子电路包括运算放大器U5A与U5B,电阻R11、R12、R13、R14、R15,电容C4、C5、C6、C7、C8、CC5、CS5,其中差分输入及初级放大电路的输出端通过电容C4一路通过电阻R11接地,第二路通过C5与运算放大器U5A的负输入端相连,第三路通过电容C6与运算放大器U5A的输出端相连,电阻R12一端接运算放大器U5A负输入端,另一端与运算放大器U5A的输出端相连,所述运算放大器U5A的输出端通过R13一路通过C7接地,第二路通过电阻R14与运算放大器U5B的负输入端相连,第三路通过电阻R15与运算放大器U5B的输出端相连,电容C8一端接运算放大器U5B负输入端,另一端与运算放大器U5B的输出端相连,U5B的输出端即带通滤波子电路的输出端BP_OUT,运算放大器U5的正电源引脚一路接9V正电源VCC,另一路通过电容CC5接地,运算放大器U5的负电源引脚一路接-9V负电源VSS,另一路通过电容CS5接地。所述工频陷波子电路包括两个运算放大器U5C与U5D,电阻R23、R24、R25、RW2、RW3、RW4、RW1、R19,电容C9、C10、C11、C12,所述工频陷波子电路输入端一路按序串联电阻R23、RW2、RW3、R24然后连接至运算放大器U5D正输入端,另一路按序串联电容C9、C10然后连接至运算放大器U5D正输入端,电容C9与C10中间点按序连接RW4、R25、C11然后连接至电阻RW2与RW3的中间点,C12与C11并联,运算放大器U5D的负输入端与运算放大器U5D的输出端相连,运算放大器U5D输出端连接电阻RW1一路连接运算放大器U5C正输入端,另一路通过电阻R19接地,运算放大器U5C的负输入端与运算放大器U5C的输出端相连,运算放大器U5C的输出端连接至电阻R25与电容C11的连接点形成反馈,运算放大器U5D的输出端即工频陷波子电路的输出端本文档来自技高网...
一种生理信号采集放大电路

【技术保护点】
一种生理信号采集放大电路,其特征在于:包括:差分输入及初级放大电路,连接于输入的生理信号,对生理信号进行采样及初次放大;滤波电路,连接于差分输入及初级放大电路的输出端,对差分输入及初级放大电路的输出信号进行带通滤波及50Hz工频陷波;二级放大及电压抬升电路,连接于滤波电路的输出端,对滤波之后的信号进行再次放大并将放大后的信号最低值抬升至零伏以上;其中,所述差分输入及初级放大电路包括:差分高阻输入子电路,包括正输入、基准、负输入三个输入端,分别连接于人体表面的不同位置,并采用两路BiFET运算放大器分别对正输入、负输入的生理信号进行差分高阻处理;阻容滤波子电路,连接于差分高阻输入子电路的输出端,对两路BiFET运算放大器的输出分别进行滤波特性相同的阻容滤波;一级放大子电路,连接于阻容滤波子电路的输出端,采用仪表放大器对阻容滤波子电路的两路输出进行差分放大并将输出作为差分输入及初级放大电路的输出供给后级的滤波电路,同时一级放大子电路产生参考电位输出;基准电位反馈子电路,连接于一级放大子电路的参考电位输出,并采用运算放大器进行有源滤波及放大处理,产生基准电位输出,并将基准电位输出反馈至基准输入端,同时前馈至阻容滤波子电路。...

【技术特征摘要】
1.一种生理信号采集放大电路,其特征在于:包括:
差分输入及初级放大电路,连接于输入的生理信号,对生理信号
进行采样及初次放大;
滤波电路,连接于差分输入及初级放大电路的输出端,对差分输
入及初级放大电路的输出信号进行带通滤波及50Hz工频陷波;
二级放大及电压抬升电路,连接于滤波电路的输出端,对滤波之
后的信号进行再次放大并将放大后的信号最低值抬升至零伏以上;
其中,所述差分输入及初级放大电路包括:
差分高阻输入子电路,包括正输入、基准、负输入三个输入端,
分别连接于人体表面的不同位置,并采用两路BiFET运算放大器分别
对正输入、负输入的生理信号进行差分高阻处理;
阻容滤波子电路,连接于差分高阻输入子电路的输出端,对两路
BiFET运算放大器的输出分别进行滤波特性相同的阻容滤波;
一级放大子电路,连接于阻容滤波子电路的输出端,采用仪表放
大器对阻容滤波子电路的两路输出进行差分放大并将输出作为差分输
入及初级放大电路的输出供给后级的滤波电路,同时一级放大子电路
产生参考电位输出;
基准电位反馈子电路,连接于一级放大子电路的参考电位输出,
并采用运算放大器进行有源滤波及放大处理,产生基准电位输出,并
将基准电位输出反馈至基准输入端,同时前馈至阻容滤波子电路。
2.如权利要求1所述的生理信号采集放大电路,其特征在于:所述滤
波电路包括:
带通滤波子电路,连接于差分输入及初级放大电路的输出端,对

\t输入信号进行带通滤波;
工频陷波子电路,连接于带通滤波子电路的输出端,对输入信号
进行50Hz工频陷波。
3.如权利要求1或2所述的生理信号采集放大电路,其特征在于:所
述差分高阻输入子电路包括BiFET运算放大器U1和U2、电阻R6、
R7、R8,电容CC1、CC2、CS1、CS2,差分高阻输入子电路的正输
入端与BiFET运算放大器U1正输入相连,BiFET运算放大器U1负
输入端一条路通过电阻R6与BiFET运算放大器U1输出端相连,另
一条路与电阻R7的一端相连,差分高阻输入子电路负输入端与BiFET
运算放大器U2正输入相连,BiFET运算放大器U2负输入一条路通过
电阻R8与BiFET运算放大器U2输出端相连,另一条路与电阻R7的
另一端相连,BiFET运算放大器U1的输出引脚与阻容滤波子电路的
输入端CR+相连,BiFET运算放大器U2的输出引脚与阻容滤波子电
路的输入端CR-相连。
4.如权利要求1或2所述的生理信号采集放大电路,其特征在于:所
述阻容滤波子电路包括电容C2、C3,电阻R9、R10,阻容滤波子电
路输入端CR+经电容C2一路与电阻R9一端相连,另一路与一级放大
子电路的输入端OP1+相连,阻容滤波子电路输入端CR-经电容C3一
路与电阻R10一端相连,另一路与一级放大子电路的输入端OP1-相
连,电阻R9另一端与R10另一端相连,此连接点又与基准电位反馈
子电路的输出端相连。
5.如权利要求1或2所述的生理信号采集放大电路,其特征在于:所
述一级放大子电路包括仪表放大器U4、电阻R1、R2、R3、电容CC3、

\tCS3,其中电阻R3与电阻R2串联之后与电阻R1并联接入仪表放大
器U4的两个增益控制引脚,仪表放大器的输出端OP1_OUT作为一
级放大子电路的输出与滤波电路的输入端相连,电阻R2和R3的中间
点与基准电位反馈子电路的输入端相连。
6.如权利要求1或2所述的生理信号...

【专利技术属性】
技术研发人员:李飞腾陈志坚徐银王潇潇刘东启
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:浙江;33

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