一种心电图信号采集电路制造技术

本发明专利技术公开一种心电图信号采集电路，包括第一电容放大器和第二电容放大器，第一电容放大器处于复位状态时，共模电压与参考电压之间的第一电压差被存储；第一电容放大器解除复位状态时，共模电压与参考电压之间的差值为第二电压差，第一电容放大器对第二电压差与第一电压差之间的增量进行放大；第二电容放大器处于复位状态时，共模电压与参考电压之间的第三电压差被存储；第二电容放大器解除复位状态时，共模电压与参考电压之间的差值为第四电压差，第二电容放大器对第四电压差与第三电压差之间的增量进行放大；第一电容放大器与第二电容放大器交替进入复位状态和解除复位状态。本发明专利技术消除了电极失调电压的影响，简化了电路结构。构。构。

【技术实现步骤摘要】
一种心电图信号采集电路


[0001]本专利技术涉及信号处理电路
，特别涉及一种心电图信号采集电路。

技术介绍

[0002]现有的ECG(Electrocardiogram
‑
心电图)信号采集电路采集到的ECG信号如图1所示，ECG采集信号的幅值分布在0
‑
1.5V时，电极的失调电压为正负300mv的幅度，而ECG信号本身却只有正负2.5毫伏的幅度，所以存在大幅度共模漂移和电极失调的影响。
[0003]传统ECG信号采集电路如图2所示。由运放OPA1、运放OPA2加电阻R1、电阻R2和电阻R3构成仪表放大器，运放OPA1的正极输入连接右手电极RA，运放OPA2的负极输入连接左手电极LA。此种仪表放大器的输入输出共模电压相等，如果共模电压偏低或者偏高，输出范围就受到很大限制，信号容易被电源/地钳位，难以被放大。电阻R4、电阻R5检测输出共模电压，运放OPA3、运放OPA4加电阻R6、电阻R7和电容C1构成右腿驱动电路，比较仪表放大器的输出共模电压与基准电压VREF的差别，输出信号驱动右腿电极RL，从而调节ECG采集信号的共模电压，将仪表放大器的共模电压调节到和基准电压VREF一致。
[0004]以上方式虽然能消除ECG采集信号大范围共模信号的影响，但是不能消除ECG信号本身上叠加的几百毫伏的电极失调电压，导致后级模数转换器需要很高的精度，才能从叠加了大幅度电极失调电压的ECG采集信号中提取出所需要的很小幅度的ECG信号本身。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是现有心电图信号采集电路采集的信号中电机失调电压所占幅度过大，导致ECG信号本身提取的难度加大，为此，本专利技术提出了一种心电图信号采集电路。
[0006]针对上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]本专利技术实施例提供一种心电图信号采集电路，包括：
[0008]第一电容放大器，其参考电压输入端连接参考电压，其正极输入端用于与右手电极连接，其负极输入端用于与左手电极连接；所述第一电容放大器处于复位状态时，所述右手电极与所述左手电极之间的第一电压与所述参考电压之间的第一电压差被存储；所述第一电容放大器解除复位状态时，所述右手电极与所述左手电极之间的第二电压与所述参考电压之间的电压差值为第二电压差，所述第一电容放大器对所述第二电压差与所述第一电压差之间的增量进行放大；
[0009]第二电容放大器，其参考电压输入端连接参考电压，其正极输入端用于与右手电极连接，其负极输入端用于与左手电极连接；所述第二电容放大器处于复位状态时，所述右手电极与所述左手电极之间的第三电压与所述参考电压之间的第三电压差被存储；所述第二电容放大器解除复位状态时，所述右手电极与所述左手电极之间的第四电压与所述参考电压之间的电压差值为第四电压差，所述第二电容放大器对所述第四电压差与所述第三电压差之间的增量进行放大；
[0010]所述第一电容放大器与所述第二电容放大器按照设定周期交替进入复位状态和解除复位状态。
[0011]所述第一电容放大器与所述第二电容放大器按照设定周期交替进入复位状态和解除复位状态。
[0012]本专利技术部分实施例中所述的心电图信号采集电路，所述设定周期小于所述右手电极和所述左手电极间共模电压的变化周期。
[0013]本专利技术部分实施例中所述的心电图信号采集电路，所述第一电容放大器包括第一全差分运放模块，所述第二电容放大器包括第二全差分运放模块；其中：
[0014]所述第一全差运放模块的正极输入端连接有电容C1和电容C3，所述电容C1的另一端与所述第一全差运放模块的负极输出端连接，且所述电容C1并联连接有开关SW1；所述电容C3的另一端作为所述第一电容放大器的正极输入端；
[0015]所述第一全差运放模块的负极输入端连接有电容C2和电容C4，所述电容C2的另一端与所述第一全差运放模块的正极输出端连接，且所述电容C2并联连接有开关SW2；所述电容C4的另一端作为所述第一电容放大器的负极输入端；
[0016]所述第二全差运放模块的正极输入端连接有电容C5和电容C7，所述电容C5的另一端与所述第二全差运放模块的负极输出端连接，且所述电容C5并联连接有开关SW5；所述电容C7的另一端作为所述第二电容放大器的正极输入端；
[0017]所述第二全差运放模块的负极输入端连接有电容C6和电容C8，所述电容C6的另一端与所述第二全差运放模块的正极输出端连接，且所述电容C6并联连接有开关SW6；所述电容C8的另一端作为所述第二电容放大器的负极输入端；
[0018]所述开关SW1和所述开关SW2闭合时，所述第一电容放大器为复位状态，所述开关SW1和所述开关SW2断开时，所述第一电容放大器解除复位；述开关SW3和所述开关SW4闭合时，所述第二电容放大器为复位状态，所述开关SW3和所述开关SW4断开时，所述第二电容放大器解除复位。
[0019]本专利技术部分实施例中所述的心电图信号采集电路，所述电容C2与所述电容C1为相同的电容器；所述电容C3与所述电容C4为相同的电容器。
[0020]本专利技术部分实施例中所述的心电图信号采集电路，还包括模数转换模块：
[0021]所述第一电容放大器的负极输出端、所述第二电容放大器的负极输出端相连后经开关SW3连接至所述模数转换模块的第一输入端；所述第一电容放大器的正极输出端、所述第二电容放大器的正极输出端经开关SW4连接至所述模数转换模块的第二输入端。
[0022]本专利技术部分实施例中所述的心电图信号采集电路，在所述第一电容放大器处于复位状态、所述第二电容放大器处于解除复位状态时，所述开关SW3和所述开关SW4闭合；或者，
[0023]在所述第一电容放大器处于解除复位状态、所述第二电容放大器处于复位状态时，所述开关SW3和所述开关SW4闭合。
[0024]本专利技术部分实施例中所述的心电图信号采集电路，还包括：
[0025]求和模块，其输入端与所述模数转换模块的输出端连接，对所述模数转换模块输出的信号进行累加后输出。
[0026]本专利技术部分实施例中所述的心电图信号采集电路，还包括：
[0027]触发脉冲输出模块，输出方波脉冲信号；所述方波脉冲信号为高电平时，控制所述第一电容放大器为复位状态，所述第二电容放大器为解除复位状态；所述方波脉冲信号为低电平时，控制所述第一电容放大器为解除复位状态，所述第二电容放大器为复位状态。
[0028]本专利技术部分实施例中所述的心电图信号采集电路，还包括：
[0029]暂存模块，其第一输入端与所述求和模块的输出端连接，其第二输入端与所述触发脉冲输出模块的输出端连接，其输出端与所述求和模块的另一个输入端连接；
[0030]所述暂存模块用于在所述方波脉冲信号的当前周期的上升沿时刻和下降沿时刻保存所述求和模块输出的数据并将其转发至所述求和模块，供所述求和模块在下一周期对其与所述模数转换模块输出的信号进行累加。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种心电图信号采集电路，其特征在于，包括：第一电容放大器，其参考电压输入端连接参考电压，其正极输入端用于与右手电极连接，其负极输入端用于与左手电极连接；所述第一电容放大器处于复位状态时，所述右手电极与所述左手电极之间的第一电压与所述参考电压之间的第一电压差被存储；所述第一电容放大器解除复位状态时，所述右手电极与所述左手电极之间的第二电压与所述参考电压之间的电压差值为第二电压差，所述第一电容放大器对所述第二电压差与所述第一电压差之间的增量进行放大；第二电容放大器，其参考电压输入端连接参考电压，其正极输入端用于与右手电极连接，其负极输入端用于与左手电极连接；所述第二电容放大器处于复位状态时，所述右手电极与所述左手电极之间的第三电压与所述参考电压之间的第三电压差被存储；所述第二电容放大器解除复位状态时，所述右手电极与所述左手电极之间的第四电压与所述参考电压之间的电压差值为第四电压差，所述第二电容放大器对所述第四电压差与所述第三电压差之间的增量进行放大；所述第一电容放大器与所述第二电容放大器按照设定周期交替进入复位状态和解除复位状态。2.根据权利要求1所述的心电图信号采集电路，其特征在于：所述设定周期小于所述右手电极和所述左手电极间共模电压的变化周期。3.根据权利要求2所述的心电图信号采集电路，其特征在于：所述第一电容放大器包括第一全差分运放模块，所述第二电容放大器包括第二全差分运放模块；其中：所述第一全差运放模块的正极输入端连接有电容C1和电容C3，所述电容C1的另一端与所述第一全差运放模块的负极输出端连接，且所述电容C1并联连接有开关SW1；所述电容C3的另一端作为所述第一电容放大器的正极输入端；所述第一全差运放模块的负极输入端连接有电容C2和电容C4，所述电容C2的另一端与所述第一全差运放模块的正极输出端连接，且所述电容C2并联连接有开关SW2；所述电容C4的另一端作为所述第一电容放大器的负极输入端；所述第二全差运放模块的正极输入端连接有电容C5和电容C7，所述电容C5的另一端与所述第二全差运放模块的负极输出端连接，且所述电容C5并联连接有开关SW5；所述电容C7的另一端作为所述第二电容放大器的正极输入端；所述第二全差运放模块的负极输入端连接有电容C6和电容C8，所述电容C6的另一端与所述第二全差运放模块的正极输出端连接，且所述电容C6并联连接有开关SW6；所述电容C8的另一端作为所述第二电容放大器的负极输入端；所述开关SW1和所述开关SW2闭合时，所述第一电容放大器为复位状态，所述开关SW1和所述开关SW2断开时，所述第一电容放大器解除复位；述开关S...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻彪，丁士璟，高攀，尹奇国，
申请(专利权)人：深圳列拓科技有限公司，
类型：发明
国别省市：