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单通道心电放大电路 组员：马铭余，陈伟鹏，易兵，黄伟骏 单通道心电放大电路设计 一． 系统框图 开始 前置放大 高通滤波 低通滤波 50Hz 陷波 二． 系统设计 1. 前置放大 1.1 设计原理 工频(50Hz)干扰是心电测量中最重要的干扰。仅靠前置放大器的高共 模抑制比还不足以抑制工频干扰，右腿驱动电路也是抑制工频干扰的有 效方法。右腿驱动电路通常用于生物信号放大器，以减少共模干扰 。心 电图（生物信号放大器等心电图 ），脑电图（ 脑电图 ）或肌电电路所 发出的电子信号十分微小，通常只有几个微伏（万分之一伏 ）。而由于 病人的身体也可以作为天线能受到电磁干扰 ，特别是50/60Hz 的家用供 电噪音，这种干扰可能会掩盖的生物信号，使得信号难以测量。 因此， 可以通过添加右腿驱动电路用来消除干扰噪声。 1.2Multisim 软件仿真实现 1.3 原理图与PCB 设计图 1.4 实物图 1.5 前置放大结果 2. 高通滤波 2.1 设计原理 为了滤除基线漂移等影响，在前置放大器后直接连高通滤波器，使 心电信号更加稳定。由于第一级放大电路会将噪声和有用信号一起放大， 因此只在第一级放大电路中将心电信号放大了10倍左右，所以在这一级 的高通滤波电路中，还需将信号放大，这一级中我们组将信号放大了11 倍。截止频率ω=1RC=0.05Hz, 假设R=500KΩ，则，C=4μF，A=RfR1=10 2.2Multisim 软件仿真实现 2.3 原理图与PCB 设计图 2.4 实物图 2.5 高通滤波结果 3.低通滤波 3.1 设计原理 经过高通滤波以后，较低频信号已经被滤除。人体心电信号频率大 约为0.05Hz～100Hz，而低于0.05Hz 的信号已经在高通滤波电路中滤 除，因此设计一低通截止频率为100Hz 的低通滤波器。我们采用二阶压 控型低通有源滤波器，传递函数如下所示： 其中Wn 为特征角频率，而Q 则称为等效品质因数。上式表明：AO=AVF3， 才能稳定工作。当AO=AVF≥3，A(s)将有极点处于右半s 平面或虚轴上， 电路将自激振荡。 3.2Multisim 软件仿真实现 3.3 原理图与PCB 设计图 3.4 实物图 3.5 低通滤波结果 4.50Hz 陷波 4.1 设计原理 然心电信号前置放大电路对50Hz工频干扰有很强的抑制作用，但仅 仅靠共模抑制是不够的，还需要设计专门的滤波电路来滤除。最典型的 陷波电路是有源双T 网络加运算放大器，双T 网络实际是由低通和高通滤 波器并联组合成的二阶有源带阻滤波器，两个运算放大器接成射级跟随 状态，增益都为1，该电路传递函数为： 2 2 2 2 s  1 RC   s 0 A s uf   4.1） 4 1R R R  2  2  2 1  1 2 0 2   s  s  s  s  0 2 2 Q RC