一種低噪聲便攜式的心電監(jiān)測儀設(shè)計
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2．2 心電輸入電極
電極對動態(tài)心電圖采集記錄心電信號的質(zhì)量至關(guān)重要，采用電極應(yīng)貼附力強、透氣性好、吸汗、電極導(dǎo)電性能好、極化電壓低的優(yōu)質(zhì)電極，此外還應(yīng)該具有對皮膚刺激小、佩帶舒適、拆卸方便等優(yōu)點。通常采用表面鍍有AgCl的可拆卸的一次性軟電極，并在電極上涂有優(yōu)質(zhì)導(dǎo)電膏。
2．3 前置放大器
便攜機(jī)前置放大電路是對心電功能進(jìn)行自動檢測的關(guān)鍵部分，要求該系統(tǒng)能在強的噪聲背景下，通過體表傳感器不失真地將心電信號檢測出來，放大至合適的幅度，送入A／D變成數(shù)字信號，供計算機(jī)分析處理。
對心電信號等生物醫(yī)學(xué)信號的采集采用模塊化的方式，主要由前端醫(yī)學(xué)傳感器、信號濾波放大調(diào)理電路和A／D采樣電路組成。其中調(diào)理電路根據(jù)不同生物醫(yī)學(xué)信號的頻譜和幅度范圍的不同選擇不同的濾波器和放大電路。通過前置放大部分對ECG信號進(jìn)行放大，此部分包括右腿驅(qū)動以抑制共模干擾、屏蔽線驅(qū)動以消除引線干擾，增益設(shè)成10倍左右。設(shè)計前置放大采用美國模擬器件公司生產(chǎn)的醫(yī)用放大器AD620。放大后的信號經(jīng)濾波、50 Hz陷波處理后再進(jìn)一步放大，后級增益設(shè)成100倍左右。由于心電信號幅度最大為幾個mV，而A／D轉(zhuǎn)換中輸入信號的幅度要求在1 V以上，所以總增益設(shè)成1 000倍左右。
其中，濾波采用二階高(低)通濾波電路，用于消除O．05～100 Hz頻帶以外的肌電等干擾信號，工頻中的其余高次諧波也可被濾除掉。同時，采用有源雙T帶阻濾波電路進(jìn)一步抑制50 Hz工頻干擾。
2．4 心電信號的放大
心電信號屬于高強噪聲下的低頻微弱信號，且電極與體表的接觸電阻一般高達(dá)幾兆歐，所以要求前置放大級應(yīng)具有高輸入阻抗、高共摸抑制比、低噪聲、高增益且可調(diào)、低功耗和抗干擾能力強的特點。經(jīng)過比較，選用Analog Device公司的低價儀表放大器AD620。
心電信號的放大具體實現(xiàn)電路見圖1。心電信號前置放大級的增益不易設(shè)定太高，以免在干擾較強時信號引起嚴(yán)重失真。為更好地消除共模電壓，設(shè)計了自舉屏蔽驅(qū)動電路如圖1所示。采用緩沖放大器將連接點的共模電位驅(qū)動到屏蔽線，在輸入共模信號時使屏蔽線與芯線等電位，在差模信號輸入時沒有影響。為了進(jìn)一步提高電路的抗干擾能力，采用右腿驅(qū)動電路從根本上降低空間電場在人體上產(chǎn)生的干擾。此右腿驅(qū)動不是實際意義上的右腿驅(qū)動，因為由于此系統(tǒng)的側(cè)重點在于便攜操作，選用腹部右下側(cè)設(shè)置電極。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/195845.htm
2．5 電極脫落檢測
由于此系統(tǒng)應(yīng)用于人體日常生活中，人常常處于活動狀態(tài)，這樣輸入電極很可能脫落，從而使系統(tǒng)不能正常工作。為此，設(shè)計了導(dǎo)聯(lián)電極脫落檢測電路如圖2所示。
正常情況下，正負(fù)電極對人體皮膚形成的極化電壓可以互相抵消。當(dāng)一側(cè)電極脫落時，將有較大的極化電壓輸入，通過一個比較器，當(dāng)比較電壓超出范圍時，認(rèn)為電極導(dǎo)聯(lián)脫落，V0輸出電平由正常時的高電平變?yōu)榈碗娖剑录壢龢O管導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)聲指示。
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