一种人体生物电采集前端放大电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种人体生物电采集前端放大电路,包括顺序连接的放大电路、高通滤波电路、低通滤波电路以及工频陷波电路，放大电路由依次连接的并联型双运放差动放大器、共模信号取样驱动电路、阻容耦合电路以及集成仪用后级放大器组成，高通滤波电路为二阶巴特沃斯高通滤波电路，低通滤波电路为二阶巴特沃斯低通滤波器电路。本实用新型专利技术提供一种具有稳定的放大倍数，可以有效地抑制肌电信号中极化电压、共模干扰、50Hz工频干扰以及高低噪声，满足生物肌电信号放大要求的人体生物电采集前端放大电路。

A Front-end Amplifier Circuit for Human Bioelectricity Acquisition

The utility model discloses a front-end amplifier circuit for human bioelectricity acquisition, which includes sequentially connected amplifier circuit, high-pass filter circuit, low-pass filter circuit and power frequency notch circuit. The amplifier circuit consists of sequentially connected parallel dual operational amplifier differential amplifier, common-mode signal sampling driver circuit, resistance-capacitance coupling circuit and post-stage amplifier for integrator, and high-pass filter circuit. For the second-order Butterworth high-pass filter circuit, the low-pass filter circuit is the second-order Butterworth low-pass filter circuit. The utility model provides a front-end amplifier circuit with stable amplification factor, which can effectively suppress polarization voltage, common mode interference, 50Hz power frequency interference and high and low noise in EMG signal, and meet the requirements of enlarging bio-EMG signal.

【技术实现步骤摘要】
一种人体生物电采集前端放大电路
本技术涉及放大器领域，特别是涉及一种人体生物电采集前端放大电路。
技术介绍
人体生物电信号属于低频极微弱信号，采集一种信号必定要受到其它生物电信号的影响，增加了生物电前置放大器的设计难度。随着互联网的兴起，以及对人体健康信息的实时检测为人们关注的热点和焦点，健康信息的动态检测对生物电放大器提出了更高的要求。生物电信号是在强噪声背景下的低频(频率范围为20-500Hz,且主要集中在50-100Hz范围内)，微弱(电压范围为30uv-20mv)的非线性，高内阻信号，这种信号需要通过前置发大电路将其放大到所需要的强度。目前已有的生物电放大电路大都是针对50Hz的工频干扰设计的，但肌电信号中还有的干扰信号如极化电压等。工频干扰主要以共模信号的形式存在，通常幅值可大几伏到几十伏。极化电压则是由于测量的电极和生物组织之间构成啦化学电池而产生的直流电压，一般为几十毫伏。因此前置放大电路应满足高输入阻抗、高增益、高共模抑制比、低噪声以及低漂移的要求。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种具有稳定的放大倍数，可以有效地抑制肌电信号中极化电压、共模干扰、50Hz工频干扰以及高低噪声，满足生物肌电信号放大要求的人体生物电采集前端放大电路。为解决上述技术问题，本技术通过下述技术方案来解决：一种人体生物电采集前端放大电路,包括顺序连接的放大电路、高通滤波电路、低通滤波电路以及工频陷波电路，所述放大电路由依次连接的并联型双运放差动放大器、共模信号取样驱动电路、阻容耦合电路以及集成仪用后级放大器组成，所述高通滤波电路为二阶巴特沃斯高通滤波电路，所述低通滤波电路为二阶巴特沃斯低通滤波器电路。优选的，所述放大电路包括放大器U1、放大器U2、放大器U3、放大器U4、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C1、电容C2、电容C3以及电容C4，所述放大器U1的3脚与U2的3脚均与肌电信号连接，所述放大器U1的2脚与电阻R1的一端和电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端与放大器U1的6脚连接，所述电阻R1的另一端与放大器U2的2脚连接和电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端与放大器U2的6脚连接，所述放大器U1的7脚与放大器U2的7脚均与12V电源正极连接，所述放大器U1的4脚与放大器U2的4脚均与12V电源负极连接，所述放大器U1的6脚与电阻R4的一端和电容C1的一端连接，所述电阻R4的另一端与放大器U3的3脚连接和电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端与放大器U1的6脚连接，该端同时连接电容C2的一端，所述放大器U3的2脚与放大器U3的6脚连接，所述放大器U3的6脚的与电容C3的一端与电容C4的一端连接，所述放大器U3的4脚与12V电源负极连接，所述放大器U3的7脚与12V电源的正极连接，所述电容C1的另一端与所述电容C3的另一端和放大器U4的2脚连接，所述电容C2的另一端与电容C4的另一端和放大器U4的3脚连接，所述放大器U4的7脚与12V电源的正极连接，所述放大器U4的4脚与12V电源的负极连接，所述放大器U4的1脚与电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端与放大器U4的8脚连接，所述放大器U4的5脚接地。优选的，所述高通滤波电路包括放大器U8、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电容C11以及电容C12，所述电容C11的一端连接所述放大器U4的6脚连接，所述电容的另一端与电容C12的一端连接和电阻R17的一端连接，所述电容C12的另一端与电阻R18的一端和放大器U8的3脚连接，所述电阻R18的另一端接地，所述放大器U8的4脚与电阻R19的一端连接和电阻R20的一端连接，所述电阻R20的另一端接地，所述电阻R19的另一端与放大器U8的1脚和电阻R17的另一端连接，所述放大器U8的5脚与12V电源的正极连接，所述放大器U8的2脚与12V电源的负极连接。优选的，所述低通滤波电路包括放大器U7、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电容C9以及电容C10，所述电阻R13是一端与所述放大器U8的1脚连接，所述电阻R13的另一端与电阻R14的一端和电容C9的一端连接，所述电阻R14的另一端与电容C10的一端和放大器U7的3脚连接，所述电容C10的另一端接地，所述放大器U7的4脚与电阻R15的一端和电阻R16的一端连接，所述电阻R16的另一端接地，所述电阻R15的另一端与放大器U7的1脚连接和电容C9的另一端连接，所述放大器U7的5脚与12V电源的正极连接，所述放大器U7的2脚与12V电源的负极连接。优选的，所述工频陷波电路包括放大器U5、放大器U6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电容C5、电容C6、电容C7以及电容C8，所述电容C5的一端与放大器U7的1脚和电阻R7的一端连接，所述电容C5的另一端与所述电容C6的一端连接，该端同时连接所述电阻R9的一端连接和所述电阻R10的一端连接，所述电容C6的另一端与放大器U5的2脚和电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端与电阻R7的另一端连接，该端同时与电容C7的一端和电容C8的一端连接，所述电容C7的另一端和电容C8的另一端与所述电阻R9的另一端和电阻R10的另一端连接，所述电容C7的另一端和电容C8的另一端同时与所述放大器U6的6脚和放大器U6的3脚连接，所述放大器U5的3脚与所述电阻R11的一端和所述电阻R12的一端连接，所述放大器U5的6脚与所述电阻R11的另一端连接，所述R12的另一端接地，所述放大器U5和放大器U6的7脚均与12V电源的正极连接，所述放大器U5和放大器U6的4脚均与12V电源的负极连接。本技术相比现有技术具有以下优点及有益效果：本技术一种人体生物电采集前端放大电路，通过并联双运放构成前级放大器获得高输入阻抗和高共模抑制比，利用共模信号取样驱动电路抑制元件参数不匹配带来的差模干扰，用高通滤波电路和低通滤波电路滤除生物肌电信号中的低频高频噪声，采用有源双T型陷波电路滤除50Hz的工频干扰，该前置放大电路在生物肌电信号频域内具有稳定的放大倍数，可以有效地抑制肌电信号中极化电压，共模干扰，50Hz工频干扰及高低噪声等，满足生物肌电信号放大要求。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。图1为本技术的整体电路框图。图2为本技术放大电路图。图3为本技术高通滤波电路图。图4为本技术低通滤波电路图。图5为本技术工频陷波电路图。图6为本技术测试放大倍数曲线图。具体实施方式下面结合实施例及附图对本技术作进一步详细的描述，但本技术的实施方式不限于此。如图1所示，一种人体生物电采集前端放大电路,包括顺序连接的放大电路、高通滤波电路、低通滤波电路以及工频陷波电路，放大电路由依次连接的并联型双运放差动放大器、共模信号取样驱动电路、阻容耦合电路以及集成仪用后级放大器组成，高通滤波电路为二阶巴特沃斯高通滤波电路，低通滤波电路为二阶巴特沃斯低通滤波器电路。生物肌电信号微弱，含有低噪声，要求前置放大电路具有高通滤波功能，由于探针与生物体相连，前置放大电路要求有较高的输入阻抗，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种人体生物电采集前端放大电路,其特征在于，包括顺序连接的放大电路、高通滤波电路、低通滤波电路以及工频陷波电路，所述放大电路由依次连接的并联型双运放差动放大器、共模信号取样驱动电路、阻容耦合电路以及集成仪用后级放大器组成，所述高通滤波电路为二阶巴特沃斯高通滤波电路，所述低通滤波电路为二阶巴特沃斯低通滤波器电路。

【技术特征摘要】
1.一种人体生物电采集前端放大电路,其特征在于，包括顺序连接的放大电路、高通滤波电路、低通滤波电路以及工频陷波电路，所述放大电路由依次连接的并联型双运放差动放大器、共模信号取样驱动电路、阻容耦合电路以及集成仪用后级放大器组成，所述高通滤波电路为二阶巴特沃斯高通滤波电路，所述低通滤波电路为二阶巴特沃斯低通滤波器电路。2.根据权利要求1所述的一种人体生物电采集前端放大电路,其特征在于，所述放大电路包括放大器U1、放大器U2、放大器U3、放大器U4、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C1、电容C2、电容C3以及电容C4，所述放大器U1的3脚与U2的3脚均与肌电信号连接，所述放大器U1的2脚与电阻R1的一端和电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端与放大器U1的6脚连接，所述电阻R1的另一端与放大器U2的2脚连接和电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端与放大器U2的6脚连接，所述放大器U1的7脚与放大器U2的7脚均与12V电源正极连接，所述放大器U1的4脚与放大器U2的4脚均与12V电源负极连接，所述放大器U1的6脚与电阻R4的一端和电容C1的一端连接，所述电阻R4的另一端与放大器U3的3脚连接和电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端与放大器U1的6脚连接，该端同时连接电容C2的一端，所述放大器U3的2脚与放大器U3的6脚连接，所述放大器U3的6脚的与电容C3的一端与电容C4的一端连接，所述放大器U3的4脚与12V电源负极连接，所述放大器U3的7脚与12V电源的正极连接，所述电容C1的另一端与所述电容C3的另一端和放大器U4的2脚连接，所述电容C2的另一端与电容C4的另一端和放大器U4的3脚连接，所述放大器U4的7脚与12V电源的正极连接，所述放大器U4的4脚与12V电源的负极连接，所述放大器U4的1脚与电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端与放大器U4的8脚连接，所述放大器U4的5脚接地。3.根据权利要求2所述的一种人体生物电采集前端放大电路,其特征在于，所述高通滤波电路包括放大器U8、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电容C11以及电容C12，所述电容C11的一端连接所述放大器U4的6脚连接，所述电容的另一端与电容C12的一端连接和电阻R17的一端连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：王传峰，杨建，
申请(专利权)人：深圳韩倍达电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44