医学信号采集与处理综合实验报告

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1、综合实验报告课程名称医学信号采集与处理综合实验学生姓名学号专业班级生物医学工程11级指导教师2014年5月医学信号采集与处理综合实验报告一、实验目的本实验先设计前置放大级电路，带通电路，50HZ陷波电路，然后将其共同构成信号采集电路，并且进行仿真和电路搭建，对指脉波信号进行处理，旨在得到噪声较少，较平滑的脉搏波形。此外，需要掌握对示波器等硬件以及Multisim和medlab等软件的使用。二、实验设备信号发生器，示波器，直流稳压源，Medlab-U/4CS生物信号采集处理系统，生物医学信号处理实验箱，万用表，multisim2001,medlab6,导线以及各种接线三、实验步骤1、根据要求，

2、先对电路进行熟悉，然后熟习软件。2、设计前置放大级电路，包括两部分，一部分是差动放大电路，另一部分是同向比例放大电路，然后利用Multisim进行调试，直到符合要求。3、设计带通电路，带通范围大概在50mHZ----200HZ，利用软件调试到符合要求。4、设计50HZ陷波电路，调试到符合要求5、将前置放大电路、带通电路以及50HZ陷波电路连接起来，利用软件调试至符合要求。6、在试验箱内进行实际电路搭建，利用信号发生器，示波器以及直流稳压源进行实际调试，直至每级电路以及总电路波形符合要求。7、利用生物信号采集系统对指脉搏进行采集处理，利用medlab软件得到脉搏波形。8、利用搭建的电路对获得的

3、指脉搏信号进行处理，通过medlab软件得到波形，并与第七步得到的脉搏波进行比较分析，得出结论。9、分析实验结果，整理实验报告。四、电路设计实验结果1、前置放大电路该图分为差动放大和同向比例放大两部分。差动放大中，放大倍数为：(R1+R2+R3)/R1=25比例放大中，放大倍数为R7/R6=1.6,则总共的放大倍数为25*1.6=40R8和R9用来增大输入阻抗，同时也有滤波作用。由波形图可以看出，输入为5mV，输出为200mV，放大倍数为40倍，符合要求。2、带通滤波器下图为带通滤波器的实验原理图，C1和R1决定高通滤波器的低截止频率，C2和R3决定低通滤波器的高截止频率。则有低截止频率：1

4、/（2πr1c1）=45mHZ高截止频率：1/（2πr3c2）=221HZ由波特图可以看出，带通范围在53mHZ到208HZ之间，基本符合要求。3、50HZ陷波器下图为50HZ陷波电路的电路原理图，是由一个高通滤波器和一个低通滤波器组成，两者的截止频率是相同的，所以起到陷波的作用，电路的截止频率为：1/（2π*0.8*3.9*0.001）=51HZ。由波形图和波特图可以看出，50HZ波形被滤掉，符合要求。4，整体电路该电路图由前置放大电路，50hz陷波电路以及带通滤波器连接而成，其功能在于将输入的信号源放大，同时去掉50hz工频干扰以及对高频进行滤波，得到理想信号。由波形图可以看出，该电路很

5、好的从原始信号源里面得到了需要的信号，对噪声信号进行了滤波处理。由波特图可以看出，该电路在53mhz到208hz之间对电路进行了滤波，且在50hz的时候进行了陷波。5，前置放大级+带通滤波电路原理图是将放大电路和带通滤波电路连接而成，然后对信号源输入稍作调整，得到下面的电路图。由波形图可以看出电路接近放大1000倍。由波特图可以看出在53mHZ和208HZ之间有明显滤波作用。6、前置放大级+50hz陷波电路原理图由前置放大电路以及50HZ陷波电路连接而成，并对输入信号源进行调整。由波形图和波特图均可以看到，50HZ工频滤波被滤掉。7、带通滤波器+50hz陷波原理图由带通滤波电路和50HZ电路

6、连接而成，通过不同输入源得到滤波效果。由波形图和波特图可以看得到，滤波和陷波效果都符合要求。四、实际滤波效果1、Madlab系统的效果放大倍数：100上限频率：10HZ放大倍数：100上限频率：30HZ放大倍数：100上限频率：100HZ从以上几幅图来看，改变上限频率，信号中的噪声会发生变化，频率越低，噪声越少。而且噪声对指脉搏信号的干扰比较大，会影响对指脉搏信号的采集，生物信号采集处理系统内部拥有较好的滤波系统，能够很好地对信号进行采集。2．自己搭建电路的效果（1）自己搭建电路的基本参数第一部分，差动放大：所用电阻均为100kΩ，则理论上放大倍数为3倍。在输入正弦波进行实验时，实际的放大倍

7、数为2.15倍，和理论值略有偏差。第二部分，同向比例放大电路：所用电阻为10kΩ，同向放大倍数为一倍。第三部分，带通滤波：低截止频率采用1µF与3.3MΩ，截止频率为45mhz；高截止频率采用0.1µF与10kΩ的组合，截止频率为159HZ。此外，带通滤波也会起到放大作用，实际电路中采用10kΩ与1kΩ的电阻，其放大倍数为（1+10）/1=11倍，则理论上搭建电路放大33倍，实际实验中，输入1V，100hz信