4)总体设计方案 在了解了心电信号的特点之后,综合考虑诸如:环境干扰、电极选择、心电导联体系、本设计的预期目标、以及USB Startkit & Etherner Startkit的优势,总体设计框图如下:
硬件设计 心电信号输入缓冲电路
心电信号从人体经电极首先进入缓冲电路,包括低通滤波和电压跟随两部分。无源低通滤波的截止频率为:
放大和右腿驱动电路
由于心电信号具有微弱、低频、不稳定、易受干扰等特点,使得心电信号的模拟放大环节非常关键,尤其是心电前置放大器直接跟被测信号相连,其设计和选择直接影响整个测量系统的工作性能。这就要求所采用的放大器必须有低噪声、低漂移、低失调参数、高共模抑制比、高输入阻抗、非线性度小等特点。仪表放大器可以很好的满足上述要求。 右腿信号采集电路专门用来消除由人体引入的共模干扰,又称右腿驱动电路。该电路一般从前级放大电路的增益调节电阻处提取反馈信号,并将反馈信号输入反向放大器的负端,放大后接到人体右腿。右腿驱动电路可等效为以人体为相加点的共模电压并联负反馈放大电路,它可以大大降低人体共模电压的影响,使共模干扰降低到1%以下,而不会损失心电信号中的有效信号。
高通和低通滤波电路
50Hz陷波电路
导联选择 本设计采用模拟开关CD4051控制导联通道切换。 软件设计 本设计中软件部分主要分为两部分:一部分是PIC32进行信号采集和存储部分,一部分是PC机信号处理部分。 信号采集和存储流程图
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