TL084CJ的中文资料

  是一种毫伏级的微弱低频交流生物信号。一般来说,一个完整的心电信号波形包括P波、R波、QRS波、和T波。图1所示是一般的心电信号的功率谱分析图。由图可见,其主要频率成份在0.1~35Hz。而QRS复波群的能量又在心电信号中占据了很大的百分比,其能量分布于心电信号的中高频区,峰值大约处于在5~15Hz范围。

  信号极其微弱,一般只有0.05~4 mV,典型值为1 mV;

  频率范围较低,频谱范围为0.1~35Hz,能量主要集中在5~20 Hz;

  存在不稳定性。人体内部各器官间的相互影响以及各人的心脏、呼吸、年龄、是否经常锻炼等因素,都会使心电信号发生相应变化;

  干扰噪声很强。对心电信号进行测量时,必然要与联系,但由于其自身的信号非常微弱,因此,各种干扰噪声非常容易影响测量。其ECS噪声可能来自工频(50Hz)干扰、电极接触噪点、运动伪迹、肌电噪声(EMG)、呼吸引起的基线漂移和心电幅度变化以及其它电子设备的机器噪声等诸多方面。

  所以,在对心电信号进行检测分析和处理时,应考虑其随时间变化的低频信号,应按其频谱特性,选择适当的放大系数,设计出合适的心电检测放大电。同时又必须进行一些必要的抗干扰技术处理(如负反馈,滤波等),以得到比较干净的心电信号。

  由于通过体表两极所测的心电信号十分微弱,只有毫伏级(O.05~4mV),而在检测心电信号的同时又存在强大的噪音干扰,因此,为了能有效精确的测量,本系统分为前置放大电、滤波电、主放大电等部分,通常需要满足以下条件:

  (1)前置放大器的增益应介于200~2000之间,其共模比不应低于1000:1 (dB);

  (3)电的电磁辐射要尽可能的低。心电信号十分微弱,而且很容易串入周围的噪声干扰。另外,在设计电的时候,还需要考虑到电子电自身的电磁辐射,避免给信号测量带来新的麻烦。

  由于电极采集到的心电信号幅值通常在0.05~4 mV,频谱范围为0.1~35Hz,通常需要放大上千倍才能观察到,并且人体内阻较大,因此,一个高、高增益的前置放大器是准确获取心电信号的关键。整个前置放大电是一个差分放大电,一般包括输入及缓冲器、驱动反馈网络和仪表放大电等部分,图3所示是其前置放大电图。

  图中,输入电极可使用双片银/氯化银(Ag/AgCl)电极,主要用来引导体表电位差。测量时,人的双手紧握电极片即可。输入装置应包括电,其作用一方面用来防止机器的漏电流进入人体而影响使用者的安全,另一方面,也应防止过强的信号进入后续电。在防止ESD时,心电电极的输入端可能会出现幅度高达数千伏、持续时间为n纳秒的高压脉冲。为防止这些高压脉冲损坏心电输入端的器件,本设计采用箝位电进行输入。即将所有ESD放电管聚集在一起,一点接地并与后续电隔离。在除颤时,电极输入可使用由10kΩ的电阻和33nF的电容组成的一阶高通滤波作为输入缓冲,主要用于吸取快速瞬变脉冲,同时也用于隔断直流干扰。对于强高频电力干扰,主要依靠二极管箝位电,将电压箝位到±1.4V左右,从而形成中低压防护,以输入运放的安全和电源的稳定