文档介绍：简易心电图仪设计报告【摘要】本系统前级使用仪表放大芯片INA128作为前置放大电路的核心器件,放大从人体采集的微弱心电信号,中间级采用双T型陷波网络来滤除采集信号时所夹杂的50Hz工频信号。再经高通,低通滤波网络来滤除心电信号中的其他干扰信号,使信号输出不失真,末级由OP07构成第二级放大电路,最后输出检测到的心电信号,并且单片机MSP430F149会控制心电信号在示波器上显示,同时也能控制实现心电波形的存储和回放。,关键词:,~5mV,~100HZ,心电电极阻抗较大,一般在几百千欧以上。在检测生物电信号的同时存在强大的干扰,主要有电极移动引起基线漂移(一般小于1HZ),电源工频干扰(50HZ),肌电干扰(几百HZ以上)。所以本次系统设计的难点和重点就是心电信号采集与放大、滤波部分,另外要做到心电信号的存储与回放,故通过单片机控制实现。最后通过系统调试,得到放大,无干扰的心电信号。,以提高系统的共模抑制比,是系统抑制干扰能力增强。右腿驱动:人体自身通过各种渠道从环境中拾取工频50HZ交流信号,在心电信号采集时形成强工频干扰,并且这种交流干扰常在几伏以上,干扰很大,容易淹没人体心电信号,为了消除这一交流干扰,采用右腿电极经电阻与放大器的接地端相连,以降低人体的共模电压。把通过电阻网络取出的交流共模电压,送入右腿驱动放大器放大,经过一个限流电阻接到右腿电极,即等效为以人体为相加点的共模电压并联负反馈电路。(2)心电微小信号的放大方案一:采用常见的同相放大电路,对信号进行放大(图a)。根据理论公式进行计算可得电路的放大倍数为:Av=Vo/Vi=1+R1/R2。选择不同的阻值可以得到不同的放大倍数,但这个电路不适合小信号的放大。方案二:选用低噪声、高共模抑制比(120ds)、高输入阻抗、低漂移、低功耗、宽供电范围(~18V)的高性能仪表放大器INA128,井具有输入脚电压保护功能(40v)。INAl28的外部电阻设定脚上接入不同阻值的电阻,可以完成1—10000放大倍率的设定,其带宽在增益Av=100时,达到200kHz,具有高增益带宽积。此方案选用20世纪90年代利用激光校准技术制成的仪表放大器,简化了前置放大器电路,是仪器稳定性大为增加。另外,要求达到题目放大倍数为1000的指标,所以在滤波网络之后又增加了第二级放大,采用低噪声,高性能的OP07作为二级放大芯片。由以上分析,在满足放大倍数、高共模抑制比的前提下,选用方案二(3)~100HZ,所以本系统采用滤波的方法对心电信号作进一步的降噪处理,抑制外界干扰,是心电波形不失真,更平滑。方案一:用已有的滤波算法实现离散数字滤波。在不提高成本的前提下,用单片机控制时钟频率来改变滤波的截至频率。可以满足题目要求的低高通各自的截止频率,但是数字滤波器要求足够高的阶数,才能取得较好的滤波效果,而单片机性能不足以完成高阶IIR或FIR滤波算法。方案二:采用多级滤波网络。经过前置放大的心电信号,主要存在工频、肌电等干扰信号,所以从前置放大模块出来的信号经过双T有源陷波器过滤50HZ工频信号,,经过此三级滤波电路组成的滤波网络之后,心电信号变的纯净多,可以得到更加平滑的波形。以上两个方案,考虑到实际可行性以及效果的好坏,所以采用方案二。输出数字信号处理从滤波网络输出的模拟信号进入单片机内部的A/D转换器转换为数字信号,采用美国TI公司的MSPF149。它功能较强、兼容性好、性价比高、超低功耗;较高的数据处理和运算能力,系统最高时钟频率可达10MHz,运行速度快,内部集成12位A/D转换器,不需外加A/D转换器,这样心电图形输出就可实现控制显示的特点,并且可以实现心电信息的存储,液晶显示采用LCD12832现,作为菜单显示,单片机采集和处理的数据,输出给液晶显示,与单片机是串行连接。另外再通过外加一个D/A转换器TLV5616,随时都可以实现数字信号转换模拟信号,再输出到示波器上显示心电波形,这样就在数字信号处理部分实现存储,回放功能。~20mV,题目要求放大1000倍,前置放大电路以