一種便攜式心電信號采集系統(tǒng)的電路設(shè)計
3.5 陷波電路
由于交流電的影響,在心電信號采集中,容易受50 Hz工頻干擾的影響,為此設(shè)計了50 Hz陷波電路。該陷波電路采用雙T帶阻濾波。實現(xiàn)陷波器的難度在于參數(shù)選擇和電路調(diào)試,另外一定要選擇高精度的電阻電容,確保參數(shù)嚴(yán)格匹配。在實驗過程中,對5組參數(shù)進(jìn)行仿真和電路測試,5組參數(shù)經(jīng)計算截止頻率均為50 Hz,但實際電路測試效果很不理想。最終選擇圖4標(biāo)注的具體電路和參數(shù),以及46 Hz頻率以下信號通過時波形仿真,結(jié)果較好。從波形圖上看,在46 Hz頻率以下的信號通過時,通過陷波電路的信號B與原信號A基本一致。無失真。
圖5分別為49 Hz、50 Hz頻率信號通過陷波電路后,與原輸入信號波形的比較。由圖中可清楚地看到:當(dāng)輸入49 Hz信號時,輸出信號衰減為原信號的0.35倍左右。當(dāng)輸入50Hz信號時,信號基本上衰減為零,因此能有效抑制50 Hz的工頻干擾。
3.6 主放大電路
為滿足A/D轉(zhuǎn)換器對信號幅度的要求,兩級放大器共放大l 000倍左右,一級放大電路放大倍數(shù)為8倍,所以二級放大倍數(shù)設(shè)計為125倍。從整個電路集成度和器件性價比考慮,這里選用TL064。該器件內(nèi)部集成4個運放,每個放大器的功耗只有6 mW,符合便攜產(chǎn)品的要求,且價格較低,可減少實驗和生產(chǎn)成本。放大電路采用簡單的反饋放大電路,調(diào)節(jié)電阻參數(shù)即可。
4 數(shù)字處理部分
4.1 A/D轉(zhuǎn)換
已放大的模擬信號要實現(xiàn)存儲和顯示,需要轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號,因此要完成A/D轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換首先解決采樣率和A/D轉(zhuǎn)換器的選型。
采樣率,美國心臟學(xué)會推薦的采樣率為500 Hz,但實際中不同應(yīng)用有不同的采樣率,一般在125~1 000 Hz之間,監(jiān)護(hù)時多采用200 Hz或250 Hz,輔助分析時多用400~500 Hz,而心電HOLTER一般取125~200 Hz。采樣精度為10 bit或12 bit。
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