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1、DSP技术在生物信号检测中的应用DSP技术在生物信号检测中的应用【摘要】论述了生物信号的基本特征和生物医学信号的检测方法，详细阐述了生物医学信号检测中的干扰和噪声，其来源、抑制、与处理方法。说明了DSP技术及其在生物医学中的应用，重点介绍了DSP的数据处理部分和USB2.0的通讯接口。利用DSP的高性能数据处理能力,使得从微弱信号中提取生物信号并检测，保证较高的精度成为可能,并利用其USB2.0高速接口,实现了与PC之间即插即用和高速，可靠的通信。【关键词】生物医学信号检测数字信号处理通用串行总线
2、【Abstract】Biologicalsignalandthebasiccharacteristicsofbiomedicalsignaldetectionmethodarediscussedinthisthesis,biomedicalsignaldetectionofinterferenceandnoisearethoroughlyelaborated,includingitssource,inhibition,andprocessingmethod.Wemadeadescriptionof
3、theDSPtechnologyanditsapplicationinbiomedicineareaandfocusonthedataprocessingportionofDSPandaUSB2.0communicationinterface.UsingthepowerfuldataprocessingcapabilityofDSP,itispossibleforustoextractthebiologicalsignalfromweaksignalandmakesureit’shighpreci
4、sion.Byusingthehigh-speedUSB2.0interface,PNPandhighspeed,reliablecommunicationtoPCisrealized.【Keywords】BiomedicalSignalDetectionDSPUSB1引言生物医学信号的采集和处理是生物医学工程的一个重要领域，也是近年来迅速发展的数字信号处理技术的一个重要应用方面。由于人体的脉象、心跳等信号具有信号微弱，噪声干扰严重、随机性强等特点，因此对于脉象、心跳等生物医学信号的采集和处理具有
5、十分重要的意义。该系统通过预处理电路对信号进行放大和滤波，放大有用信号、滤除噪声和工频干扰等，然后送入AD进行采集，最后通过DSP进行后续处理。实验证明该系统可以成功检测到脉象和心跳信号，并具有精度高，电路结构简单、系统功耗低等特点。生物信号检测是检测技术中的一个综合性的技术分支，它利用电子学、信息论和物理学的方法，技术分支，它利用电子学、信息论和物理学的方法，和相关性，检出并恢复被背景噪声掩盖的微弱信号。微弱信号检测技术研究的重点是如何从强噪声中提取有用信号，探索采用新技术和新方法来提高检测系统
6、输出信号的信噪比。2DSP技术的基本介绍数字信号处理(DigitalSignalProcessing，简称DSP)是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。数字信号处理是一种通过使用数学技巧执行转换或提取信息，来处理现实信号的方法，这些信号由数字序列表示。DSP（digitalsignalprocessor）是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。其工作原理是接收模拟信号，转换
7、为0或1的数字信号。再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。它不仅具有可编程性，而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器，是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。它的强大数据处理能力和高运行速度，是最值得称道的两大特色。DSP技术在生物医学信号应用中的举例： CT：计算机X射线断层摄影装置。 CAT：计算机X射线空间重建装置。出现全身扫描，心脏活动立体图形，脑肿瘤异物，人体躯干图像重建。心电图分析。3DSP数据处理部分
8、由于模拟元器件本身的精度问题,造成了模拟滤波器本身会随温度漂移和时间漂移等问题,这对要保证微弱的生物信号高精度采样几乎不可能,所以本系统采用数字滤波技术来达到要求。AD转换后的数据信号送DSP处理器进行运算处理。DSP作为采集系统的核心器件,对数据进行低通滤波、FFT和相关分析等数字信号处理运算的同时,还要与USB之间进行数据传输控制,选择DSP芯片时,需要考虑运算速度、总线宽度、性价比以及功耗等因素。本设计采用了TMS320C6201数据处理器,该芯片是一种高性能的定点数字信号处
