專利名稱：一種基于心電信號的前置放大處理系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及弱信號放大處理的技術領域，具體是一種基于心電信號的前置放大處理系統。
背景技術：
心電信號屬于生物醫學信號，一般比較微弱，其范圍在O. 5mV到2. OmV之間，心電信號的能量主要集中在O Hz 100Hz，心電電極阻抗較大，一般在幾百千歐以上，且干擾比較強，主要來自工頻干擾、電極和皮膚之間接觸變化引起的基線漂移、肌電干擾和呼吸干擾等噪聲源，因為心電信號的特殊性，在心電信號的采集和處理過程中應盡可能地保持心電信號不失真，在心電信號的采集和處理過程中，前置放大處理電路對心電信號的影響是最大，而心電信號存在幅度小、頻率低、干擾強等的問題，因此對于前置放大處理電路的設計要求就比較高。
發明內容針對上述問題，本實用新型提供了一種基于心電信號的前置放大處理系統，解決了心電信號幅度小、頻率低和干擾強等的問題，并且功耗小、靈敏度高，能夠實現對采集出來的信號無失真輸出，起到進一步優化處理作用。其技術方案是這樣的其包括心電信號采集電路、信號輸出電路，其特征在于所述心電信號采集電路的輸出端與高頻噪聲過濾電路的輸入端相連接，所述高頻噪聲過濾電路的輸出端與放大電路的輸入端相連接，共模抑制電路、一階高通濾波電路的輸入端分別連接至所述放大電路的輸出端，所述一階高通濾波電路的輸出端與三階巴特沃斯濾波電路的輸入端相連接，雙T帶阻濾波電路的輸入端與所述三階巴特沃斯濾波電路的輸出端相連接，所述雙T帶阻濾波電路的輸出端與所述信號輸出電路的輸入端相連接。其進一步特征在于所述放大電路包括儀表放大器U3、電阻R7、R8、R9、電容C9、C10，所述儀表放大器U3采用放大器AD8220，所述電阻R7的一端連接所述電阻R8的一端，所述電阻R7的另一端連接所述電阻R9的一端后接至所述儀表放大器U3的2接線端，所述電阻R8的另一端連接所述電阻R9的另一端后接至所述儀表放大器U3的3接線端，所述儀表放大器U3的5接線端接電源VCC_-5V，所述儀表放大器U3的5接線端通過所述電容ClO接地GND，所述儀表放大器U3的8接線端接電源VCC_+5V，所述儀表放大器U3的8接線端通過所述電容C9接地GND ；所述共模抑制電路包括運算放大器U6、U7、電容C15、電阻R17、R18、R19、R20、R21、R22，所述運算放大器U6、U7均采用運算放大器AD2177，所述運算放大器U6的2接線端與I接線端相連，所述運算放大器U6的I接線端連接所述電阻R18的一端，所述電阻R21、R22的一端與所述電阻R18的另一端連接至所述運算放大器U7的2接線端，所述運算放大器U7的I接線端連接所述電阻R19的一端，所述電阻R21的另一端連接所述電阻R20的一端后接至所述運算放大器U7的I接線端，所述電阻R22的另一端連接所述電容C15的一端后接至所述運算放大器U7的I接線端；所述三階巴特沃斯濾波電路包括運算放大器U4、U5、電容C12、C13、C14、電阻R11、R12、R13、R14、R15、R16，所述運算放大器U4、U5均采用運算放大器AD8603，所述電阻R11、R12的一端、所述電容C12的一端接至所述運算放大器U4的4接線端，所述電阻R12的另一端、所述電容C12的另一端均接至所述運算放大器U4的I接線端，所述電阻Rll的另一端接電源VCC_2. 5V，所述電阻R13的一端連接所述運算放大器U4的I接線端，所述電阻R14的一端、所述電容C14的一端與所述電阻R13的另一端相連,所述電阻R15、R16的一端連接所述運算放大器U5的4接線端，所述運算放大器U5的I接線端、所述電阻R15的另一端連接所述電容C14的另一端，所述電阻R16的另一端接電源VCC_2. 5V，所述電阻R14的另一端、所述電容C13的一端連接所述運算放大器U5的3接線端，所述電容C13的另一端接電源 VCC_2. 5V。本實用新型的有益效果是，該系統具有高輸入阻抗、高共模抑制比、低噪聲、低漂移、非線性度小等特點，能夠實現對采集的心電信號無失真的放大處理，采用共模抑制電路 可消除共模干擾，保護采集處理過來的電極信號，經過三階巴特沃斯濾波電路低通濾波后，連接雙T帶阻濾波電路來排除殘留的50Hz的工頻干擾，經過處理后的信號輸出電路，能夠保證無失真，并且能夠滿足A/D轉化所需的電平量，從而確保能提供進一步優化處理的信號，具有較高的實用性。

圖I是本實用新型的結構框圖；圖2是放大電路的電路示意圖；圖3是共模抑制電路的電路示意圖；圖4是三階巴特沃斯濾波電路的電路示意圖。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型包括心電信號采集電路I、信號輸出電路8，心電信號采集電路I的輸出端與高頻噪聲過濾電路2的輸入端相連接，減少了高頻噪聲對心電信號的干擾，同時為人體心電信號提供直流路徑，高頻噪聲過濾電路2的輸出端與放大電路3的輸入端相連接，其實現對心電信號的放大，共模抑制電路4、一階高通濾波電路5的輸入端分別連接至放大電路3的輸出端，更好的消除共模干擾，保護采集處理過來的電極信號，一階高通濾波電路5的輸出端與三階巴特沃斯濾波電路6的輸入端相連接，雙T帶阻濾波電路7的輸入端與三階巴特沃斯濾波電路6的輸出端相連接，消除了工頻干擾，雙T帶阻濾波電路7的輸出端與信號輸出電路8的輸入端相連接。如圖I、如圖2所示，放大電路3包括儀表放大器U3、電阻R7、R8、R9、電容C9、C10，儀表放大器U3采用放大器AD8220，電阻R7的一端連接電阻R8的一端，電阻R7的另一端連接電阻R9的一端后接至儀表放大器U3的2接線端，電阻R8的另一端連接電阻R9的另一端后接至儀表放大器U3的3接線端，儀表放大器U3的5接線端接電源VCC_-5V，儀表放大器U3的5接線端通過電容ClO接地GND，儀表放大器U3的8接線端接電源VCC_+5V，儀表放大器U3的8接線端通過電容C9接地GND。[0015]如圖I、如圖3所示，共模抑制電路4包括運算放大器U6、U7、電容C15、電阻R17、R18、R19、R20、R21、R22，運算放大器U6、U7均采用運算放大器AD2177，運算放大器U6的2接線端與I接線端相連，運算放大器U6的I接線端連接電阻R18的一端，電阻R21、R22的一端與電阻R18的另一端連接至運算放大器U7的2接線端，運算放大器U7的I接線端連接電阻R19的一端，電阻R21的另一端連接電阻R20的一端后接至運算放大器U7的I接線端，電阻R22的另一端連接電容C15的一端后接至運算放大器U7的I接線端。如圖I、如圖4所示，三階巴特沃斯濾波電路6包括運算放大器U4、U5、電容C12、C13、C14、電阻R11、R12、R13、R14、R15、R16，運算放大器U4、U5均采用運算放大器AD8603，電阻R11、R12的一端、電容C12的一端接至運算放大器U4的4接線端，電阻R12的另一端、電容C12的另一端均接至運算放大器U4的I接線端，電阻Rll的另一端接電源VCC_2. 5V,電阻R13的一端連接運算放大器U4的I接線端，電阻R14的一端、電容C14的一端與電阻R13的另一端相連，電阻R15、R16的一端連接運算放大器U5的4接線端，運算放大器U5的I接線端、電阻R15的另一端連接電容C14的另一端，電阻R16的另一端接電源VCC_2. 5V,電阻R14的另一端、電容C13的一端連接運算放大器U5的3接線端，電容C13的另一端接 電源 VCC_2. 5V。
權利要求1.一種基于心電信號的前置放大處理系統，其包括心電信號采集電路、信號輸出電路，其特征在于所述心電信號采集電路的輸出端與高頻噪聲過濾電路的輸入端相連接，所述高頻噪聲過濾電路的輸出端與放大電路的輸入端相連接，共模抑制電路、一階高通濾波電路的輸入端分別連接至所述放大電路的輸出端，所述一階高通濾波電路的輸出端與三階巴特沃斯濾波電路的輸入端相連接，雙T帶阻濾波電路的輸入端與所述三階巴特沃斯濾波電路的輸出端相連接，所述雙T帶阻濾波電路的輸出端與所述信號輸出電路的輸入端相連接。
2.根據權利要求I所述一種基于心電信號的前置放大處理系統，其特征在于所述放大電路包括儀表放大器U3、電阻R7、R8、R9、電容C9、ClO，所述儀表放大器U3采用放大器AD8220，所述電阻R7的一端連接所述電阻R8的一端，所述電阻R7的另一端連接所述電阻R9的一端后接至所述儀表放大器U3的2接線端，所述電阻R8的另一端連接所述電阻R9的另一端后接至所述儀表放大器U3的3接線端，所述儀表放大器U3的5接線端接電源VCC_-5V,所述儀表放大器U3的5接線端通過所述電容ClO接地GND，所述儀表放大器U3的8接線端接電源VCC_+5V，所述儀表放大器U3的8接線端通過所述電容C9接地GND。
3.根據權利要求I所述一種基于心電信號的前置放大處理系統，其特征在于所述共模抑制電路包括運算放大器U6、U7、電容C15、電阻R17、R18、R19、R20、R21、R22，所述運算放大器U6、U7均采用運算放大器AD2177，所述運算放大器U6的2接線端與I接線端相連，所述運算放大器U6的I接線端連接所述電阻R18的一端，所述電阻R21、R22的一端與所述電阻R18的另一端連接至所述運算放大器U7的2接線端，所述運算放大器U7的I接線端連接所述電阻R19的一端，所述電阻R21的另一端連接所述電阻R20的一端后接至所述運算放大器U7的I接線端，所述電阻R22的另一端連接所述電容C15的一端后接至所述運算放大器U7的I接線端。
4.根據權利要求I所述一種基于心電信號的前置放大處理系統，其特征在于所述三階巴特沃斯濾波電路包括運算放大器U4、U5、電容C12、C13、C14、電阻Rll、R12、R13、R14、R15、R16，所述運算放大器U4、U5均采用運算放大器AD8603，所述電阻R11、R12的一端、所述電容C12的一端接至所述運算放大器U4的4接線端，所述電阻R12的另一端、所述電容C12的另一端均接至所述運算放大器U4的I接線端，所述電阻Rll的另一端接電源VCC_2. 5V,所述電阻R13的一端連接所述運算放大器U4的I接線端，所述電阻R14的一端、所述電容C14的一端與所述電阻R13的另一端相連，所述電阻R15、R16的一端連接所述運算放大器U5的4接線端，所述運算放大器U5的I接線端、所述電阻R15的另一端連接所述電容C14的另一端，所述電阻R16的另一端接電源VCC_2. 5V，所述電阻R14的另一端、所述電容C13的一端連接所述運算放大器U5的3接線端，所述電容C13的另一端接電源VCC_2. 5V。
專利摘要本實用新型提供了一種基于心電信號的前置放大處理系統，解決了心電信號幅度小、頻率低和干擾強等的問題，并且功耗小、靈敏度高，能夠實現對采集出來的信號無失真輸出，起到進一步優化處理作用，其包括心電信號采集電路、信號輸出電路，所述心電信號采集電路的輸出端與高頻噪聲過濾電路的輸入端相連接，所述高頻噪聲過濾電路的輸出端與放大電路的輸入端相連接，共模抑制電路、一階高通濾波電路的輸入端分別連接至所述放大電路的輸出端，所述一階高通濾波電路的輸出端與三階巴特沃斯濾波電路的輸入端相連接，雙T帶阻濾波電路的輸入端與所述三階巴特沃斯濾波電路的輸出端相連接，所述雙T帶阻濾波電路的輸出端與所述信號輸出電路的輸入端相連接。
文檔編號A61B5/0402GK202589514SQ20122023235
公開日2012年12月12日 申請日期2012年5月23日 優先權日2012年5月23日
發明者劉媛媛 申請人:無錫科技職業學院