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由心電前置放大電路的簡(jiǎn)單設計說(shuō)明放大器的選用

作者: 時(shí)間:2011-07-23 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 收藏

由心電前置放大電路的簡(jiǎn)單設計說(shuō)明的選用

心電信號十分微弱,常見(jiàn)的心電頻率一般在0—100Hz之間,能量主要集中在17Hz附近,幅度小于5mV。心電電極阻抗較大,一般在幾十千歐以上。在檢測生物電信號的同時(shí)存在強大的干擾,主要有電極極化電壓引起基線(xiàn)漂移,電源工頻干擾(50Hz),肌電干擾(幾百Hz以上)。電源工頻干擾主要是以共模形式存在,幅值可達幾V甚至幾十V,所以心電必須具有很高的共模抑制比。電極極化電壓引起基線(xiàn)漂移是由于測量電極與生物體之間構成化學(xué)半電池而產(chǎn)生的直流電壓,最大可達300mV,因此心電的前級增益不能過(guò)大,而且要有去極化電壓的RC常數電路。由于信號源內阻可達幾十KΩ、乃至幾百KΩ,所以,心電放大器的輸入阻抗必須在幾MΩ以上,而且 CMRR也要在60dB以上(目前的心電圖機共模抑制比一般均在89dB)。
由此可知,心電前置放大電路具有高共模抑制比、高輸入阻抗、高輸出阻抗等特點(diǎn)。大部分心電信號都要輸入單片機進(jìn)行處理,一般要求幅值約為5V,也即放大器的放大倍數約為1000倍。一級放大由于深度負反饋的限制不能達到要求,所以一般采用級聯(lián)放大。級聯(lián)放大就要考慮增益分配和噪聲分配。常用的有三運放并聯(lián)差分輸入放大電路。

此信號放大電路有運放A1、A2組成第一級差分式電路。A3組成第二級差分式電路,RW、R3、R4、R7 組成反饋網(wǎng)絡(luò ),引入深度電壓串聯(lián)負反饋,故有較高的輸入阻抗,且A1、A2都選用同相端作為輸入端,則它們的共模輸出電壓和漂移電壓也都相等,再經(jīng)過(guò)A3 組成的差分電路,可以相互抵消。故具有很強的共模抑制功能和較小的輸出漂移電壓。A4是電壓反向跟隨器,其作用是使前后級隔離。
此放大器的優(yōu)點(diǎn)是:放大器分辨率高、線(xiàn)性度好、輸入阻抗高、漂移抵、抑制噪聲和抗干擾能力強。



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