基于TL084C的心電信號檢測系統設計

摘要：給出了采用高精度低功耗TL084C四運放集成芯片，并通過(guò)合理的結構設計和參數選擇來(lái)實(shí)現抗干擾型便攜式心電信號檢測系統的簡(jiǎn)易設計方法，該方法具有一定的實(shí)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞：心電信號檢測；抗干擾；TL084C；共模抑制比

O 引言
心率作為檢測身體健康與否的一個(gè)重要指標，其重要性不言而喻。心電信號(ECS)作為強噪聲背景下的低頻微弱信號，是一種復雜的自然信號，所以對心電系統的設計有其特殊性。而對心電信號的了解有助于系統整體方案的設計。

l 心電信號頻譜分析
心電信號作為心臟電活動(dòng)在人體體表的表現，是一種毫伏級的微弱低頻交流生物信號。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)完整的心電信號波形包括P波、R波、QRS波、和T波。圖1所示是一般的心電信號的功率譜分析圖。由圖可見(jiàn)，其主要頻率成份在0．1～35Hz。而QRS復波群的能量又在心電信號中占據了很大的百分比，其能量分布于心電信號的中高頻區，峰值大約處于在5～15 Hz范圍。

因此，心電信號具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
◇信號極其微弱，一般只有0．05～4 mV，典型值為1 mV；
◇頻率范圍較低，頻譜范圍為0．1～35Hz，能量主要集中在5～20 Hz；
◇存在不穩定性。人體內部各器官間的相互影響以及各人的心臟位置、呼吸、年齡、是否經(jīng)常鍛煉等因素，都會(huì )使心電信號發(fā)生相應變化；
◇干擾噪聲很強。對心電信號進(jìn)行測量時(shí)，必然要與外界聯(lián)系，但由于其自身的信號非常微弱，因此，各種干擾噪聲非常容易影響測量。其ECS噪聲可能來(lái)自工頻(50 Hz)干擾、電極接觸噪點(diǎn)、運動(dòng)偽跡、肌電噪聲(EMG)、呼吸引起的基線(xiàn)漂移和心電幅度變化以及其它電子設備的機器噪聲等諸多方面。
所以，在對心電信號進(jìn)行檢測分析和處理時(shí)，應考慮其隨時(shí)間變化的低頻信號，應按其頻譜特性，選擇適當的放大系數，設計出合適的心電檢測放大電路。同時(shí)又必須進(jìn)行一些必要的抗干擾技術(shù)處理(如負反饋，濾波等)，以得到比較干凈的心電信號。