基于MXT8051的便攜式脈搏&心電監測儀

　　基于MXT8051片上運放的雙T陷波器

　　由于心電信號被深埋于50Hz共模工頻信號之中，即使采用高共模抑制比的儀表放大器作前置放大器放大出來(lái)的心電信號依然含有很強的50Hz工頻噪聲。因此需要對信號進(jìn)行50Hz陷波處理，由于MXT8051片上集成了多個(gè)運放，在這里選用片上運放OP4、OP5構成“雙T陷波器”。電路原理如圖6所示。

　　為優(yōu)化陷波器的濾波性能，用PSPICE電路仿真軟件對電路原理圖進(jìn)行了仿真，仿真結果如圖7所示。由仿真結果可以看出該濾波器對50Hz信號有超過(guò)-30dB的衰減。經(jīng)過(guò)實(shí)際測量，陷波器對50Hz信號的衰減大于-30dB，達到了預期的設計需求。

　　FIR數字濾波器

　　系統設計了一個(gè)15點(diǎn)的FIR低通濾波器，AD采樣速率為600Hz，其3dB帶寬約為26Hz。由于心電信號的頻譜在小于1Hz到數十Hz的范圍內，該濾波器基本能濾除高頻噪聲，滿(mǎn)足系統的需要。

　　按照漢明窗來(lái)設計的FIR低通濾波器，其單位沖擊響應為h=[0.0105, 0.0164, 0.0331, 0.0573, 0.0841, 0.1082, 0.1249, 0.1309, 0.1249, 0.1082, 0.0841, 0.0573, 0.0331, 0.0164, 0.0105]。

　　由于單片機不適合于小數運算，將單位沖擊響應數值擴大后化成整數進(jìn)行運算，濾波后再將所得的輸出除以擴大的倍數，提高單片機的運算能力。經(jīng)修改后的單位沖擊響應為h=[2, 3, 6, 11, 17, 22, 25, 26, 25, 22, 17, 11, 6, 3, 2]，如圖8所示。在化整過(guò)程中舍去了小數部分，所得的單位沖擊響應以原來(lái)的比例有所失調，會(huì )導致濾波特性稍有改變，仿真結果如圖9所示。