燕山大学心电信号检测放大电路-课程设计报告

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1、燕山大学心电信号检测放大电路-课程设计报告燕山大学课程设计说明书题目：心电放大电路课程设计学院（系）：燕山大学里仁学院年级专业：09生物医学工程学号：091203041001学生姓名：***指导教师：***教师职称：***摘要心脏是人体循环系统的核心，心脏的活动是由生物电信号引发的机械收缩。在人体这个三维空间导体当中，这种生物电信号可以波及人体各个部分，在人体体表产生规律性的电位变化。在人体体表的一定位置安放电极，按时间顺序放大并记录这种电信号，可以得到连续有序的曲线，这就是心电图。本文分析了体表心电信号的特征。心电信号的各种生理参数都是复杂生命体(人体)发出的强噪

2、声条件下的弱信号(除体温等直接测量的参数外)，心电信号的幅度在l0μV～4mV之问，频率范围为O.05~100Hz，淹没在50Hz的工频干扰和人体其他信号之中，检测过程及方法较复杂。去除信号检测过程的干扰和噪声、进行心电信号的分析是心电仪器的重要功能之一，心电信号的放大质量直接影响着分析仪器的性能和对人体心脏疾病的诊断。本文设计了一个心电信号检测放大电路，充分考虑了人体心电信号的特点，·采用前置差动放大+带通滤波器+50Hz陷波器(带阻滤波器)组成的模式，并且利用软件对相应的电路进行仿真，仿真结果表明电路的放大滤波性能很好，硬件电路搭建后的实验结果也表明，电路能够很

3、好地完成人体心电信号的检测放大。关键字：放大器心电信号第一章绪论…………………………………………………………………1第二章设计基础2.1心电信号特征分析………………………………………………………….22.1.1心电信号时域特征分析…………………………………………………22.1.2心电信号的电特征分析………………………………………….………32.2心电信号的噪声来源………………………………………………………5第三章电路设计3.1前置放大电路设计…………………………………………………………73.2一阶高通滤波器电路设计………………………………………………….83.3一阶

4、低通滤波器电路设计………………………………………………….93.450Hz干扰信号陷波器设计…………………………………………………93.5电压放大器设计……………………………………………………………13第四章Multisim仿真………………………………………………………14总结……………………………………………………………………………16参考文献………………………………………………………………………17答辩记录及评分表………………………………………………………………18附录………………………………………………………………………………19第一章绪论1人体生物信息的基本

5、特点人体的生物信号测量的条件是很复杂的。在测量某～种生理参数的同时，存在着其它生理信号的噪声背景；此外，生物信号对来自测量系统(包括人体)之外的干扰十分敏感，这是因为：(1)被测生物医学信号的提取信号微弱：如心电信号幅度一般在10μV～4mV：要求测试系统具有较高的灵敏度。而灵敏度越高，对干扰也就越敏感，即极易把干扰信弓引入测试系统；(2)频率低：一般在0.05Hz～200Hz，频带范围不宽；工频50Hz干扰和人体其它信号几乎落在所有生物电信号的频带范围内，而50Hz干扰又是普遍存在的；(3)生命体为发出不稳定自然信号的信号源：人体内阻、检测电极与皮肤的接触电阻等为

6、信号源内阻，其阻值较大，一般为几十千欧；(4)人体相当于一个导体，将接受空间电磁场的各种干扰信号；除了外界环境对被测信号的干扰之外，微弱信号还常常被深埋在测试系统内部的噪声中。抗干扰和低噪声，构成生物信号测量的两个基本条件。本文的目的是在分析的基础上，得到生物信号测量系统的强抗干扰能力和低噪声电子设计方法，我们把抗干扰和低噪声作为人体测量的基本条件，不只是由于人体电子测量是处于强电磁场环境中，成为无法回避的客观事实；而且还由于抗干扰和低噪声本来就是电子设计开始时必须予以考虑的环节。第二章设计基础2.1心电信号特征分析2.1.1心电信号时域特征分析图2.1典型的心电信

7、号如图2.1所示的正常心电图由一系列波群组成，各段波群反映不同阶段的心电信号变化，由于QRS波变化比较集中，所以给出了分解图[11]。下面对每个波形点作详细的介绍：(1)P波：最初产生的偏离的波被命名为P波，它反映心房除极过程的电位变化，代表了两个心房的去极。(2)QRS波群：心室的激活产生的最大的波，它反映心室肌除极过程的电位变化。正常间隔0.08-O.12秒。典型的QRS波群是指三个紧密相连的波；第一个向下的波为Q波，这波不一定总是出现。QRS波的第一个向上的波为R波，继R波后第一个向下的波为S波，发生在S波后的向上的波称为R’。QRS是广义的代表心室肌的除