文档介绍：生物医学工程学院
电子技术综合实验室
课程设计报告
题目:
简易心电放大仪
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一、设计要求与技术指标
设计制作一台简易心电图仪,用于测量人体心电信号并在示波器上显示,其示意图如图1所示。
图1 简易心电图仪示意图
导联电极说明:
(1) LA(左臂),RA(右臂),RL(右腿)。
(2) 心电信号(标准I导联)的电极接法:RA接放大器反相输入端(-),LA接放大器同相输入端(+),RL作为参考电极,接心电放大器参考点。
(3) RA、。
技术指标
制作一路心电信号测量放大器,其技术指标如下:
(a) 电压放大倍数1000,误差±5%。
(b) -。
(c) -3dB高频截止频率100Hz,误差±10Hz,在200Hz处的衰减³10dB。
(d) 通带内响应波动£3dB。
(e) 共模抑制比³60dB。
(f) 差模输入电阻³5MΩ。
按标准I导联的接法进行实际的心电图测量,能在示波器上较清晰地显示心电波形。标准I导联心电波形的示意图如图2所示。
图2 心电波形示意图
实际测量心电图时,放大器的等效输入噪声(包括50Hz干扰)<400μV(峰-峰值)。
二、总体电路框图
电路设计共五个部分组成
第一是由前置放大器,这一级增益选在20倍左右。
第二是屏蔽驱动电路,采用右腿驱动电路,它不仅可以消除电路中的共模信号,还可以提高工模抑制比。
第三是由滤波电路组成。—100hz以内,所此电路要将这频带以外的信号都滤除。
第四是由50hz的限波电路组成,这主要采用双T带阻滤波电路。
第五是后级放大电路,前置放大电路放大倍数为100-200左右,这一级还需要放大6—10倍左右。
总体框图如下图所示:
前置放大为20倍,,*=,后级为反向放大电路放大倍数为12倍,总共放大倍数为A=20*****=1000倍
三、设计方案与方案比较
一)、前置放大电路
(1)根据心电信号的特点,前置级应该满足下述要求:
1) 高输入阻抗。被提取的心电信号是不稳定的高内阻源的微弱信号,为了减少信号源内阻的影响,必须提高放大器输入阻抗。一般情况下,信号源的内阻为100kΩ,则放大器的输入阻抗应大于1MΩ。
2) 高共模抑制比CMRR。人体所携带的工频干扰以及所测量的参数以外的生理作用的干扰,一般为共模干扰,前置级须采用CMRR高的差动放大形式,能减少共模干扰向差模干扰转化。
3) 低噪声、低漂移。主要作用是对信号源的影响小,拾取信号的能力强,以及能够使输出稳定。
(2)方案的选择
方案(一):三运放仪用放大电路
如图3所示的同相并联三运放结构,这种结构可以较好地满足上面三条要求。A1、A2构成放大器的第I级,主要用来提高整个放大电路的输入阻抗。第II级采用差动电路用以提高共模抑制比。将A3、A4两个同相输入运放电路并联,再与A5差分输入串联的