利用对消驱动提高心电信号测量共模抑制的原理分析.PDFVIP

利用对消驱动提高心电信号测量共模抑制的原理分析 圣邦微电子(北京)有限公司：吴英超 日期：2011-12-30 摘要：心电检测是在强共模干扰下的微弱信号检测，为了提高电路的共模抑制比，常采用对消驱动电路 （右腿驱动）来提高共模抑制比，本文分析了对消驱动电路的原理，结合实际电路实际验证了电路的效 果。 关键词：共模抑制比、运放 心电信号是人体特定的点与点之间的差模电压， U1A，U1B 作用是阻抗变换的跟随器，有： 信号幅度在 0.5mV~8mV 之间，典型值为 1mV。心 Vcom=Vin (1) 电受到的工频干扰非常强，一般情况下人体的工频 幅值在V 级，比心电信号大 3 个数量级，工频干扰 U2A 组成了一个反向放大器，其传递函数为： 常以共模形式出现。 Vout =−(R9 ∗Vcom) R8 (2) 在如此强的工频干扰中检测出微弱的心电信号 根据基尔霍夫电流定律有： 是一大挑战，这就要求运放具有很高的共模抑制比， 一般要求在 60~120dB 之间，太低了影响心电图机 (V1−Vin)∗j wC11 性能，太高的运放成本上会让人难以接受。采用高 Vin∗j wC2 +(Vin−Vout) R11 (3) 共模抑制比的前置放大器，如在 50Hz 时80dB 共模 得到Vin 传递函数为： 抑制比的仪表放大器是属于性能比较好的产品，这 样工频干扰的幅值还是达到了信号幅值的十分之一， Vin=R8 ∗R 11∗JWC2 / 对于医生诊断来说是不能接受的，心电图机普遍采 ( R8 ∗R 11 ∗j wC1 +R8 ∗R 11∗j wC2 用对消驱动电路来进一步增强共模抑制能力。 j wC1 ∗j wC2 ∗R8 +j wC1 ∗j wC2 ∗R9 ) (4) V1 C1 U1A 带入常用电路的典型参数： 8 0 VIN 3 + R6 + V R8=10kΩ，R11=100kΩ，R9=1M，C2=100pf 不考 1 OUT+(送后级放大） C5 OUT 2 - 虑电容的相位影响，略去极小项则： - V