基于fpga的心电信号处理研究与实现

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1、广西师范大学硕士学位论文基于FPGA的心电信号处理研究与实现姓名：杨秀增申请学位级别：硕士专业：电路与系统指导教师：黄秉錬20070401基于FPGA心电信号处理的研究与实现专业：电路与系统研究方向：微机控制与检测技术导师：黄秉錬教授研究生：杨秀增（2004级）摘要心电信号是一种由心肌收缩而产生并可提供心脏生理功能变化信息的生物电信号，由 于其具有易于检测和有较好直观性等特点，在临床医学中得到较为广泛的研究与应用。自1906年第一台心电图机用于临床以来，各种形式的心电监护仪层出不穷。当前，心电信号的处理技术和处理手段仍然是研制多功能心电监护产品的关

2、键技术。本课题的根本出发点是把可编程逻辑器件（FPGA）技术应用于心电监护仪的研制上来， 即用FPGA“片上系统”结构来取代目前心电监护产品中所采用的DSP和单片机（MCU） 双CPU结构，从而实现信号采集、处理、回放、存储、通信和显示等多功能集于一体的 基于FPGA“片上系统”的心电监护产品。为了给心电信号的研究建立起一个测试平台，本课题首先设计了一个心电信号前置放大电路，主要由AD620放大电路、带通滤波电路、50Hz陷滤器、右腿浮地驱动电路、主放大电路和电位抬升电路等组成，其功能是从人体中提取有用的心电信号，提高心电信号的信噪比。然后运用FP

3、GA技术来实现心电信号的采集和处理（滤波）功能，包括FPGA 控制下的心电数据采集系统、FPGA高阶FIR低通滤波器和FPGA自适应滤波器三大功能 模块。其中，心电信号采集系统的主要功能是，用FPGA来控制A/D转换芯片ADC0809 对心电信号进行采集，把模拟信号变换成数字信号。而FPGA高阶FIR低通滤波器与FPGA自适应滤波器主要作用是对心电信号进行数字滤波，得到满意的心电信号。关键词：心电信号FPGA数据采集FIR滤波器自适应滤波器SOPCITheStudyandRealizationofECGSignalProcessingonFPGAs

4、pecialty:ciruitsandsystemsresearchdirection:computercontrolandexaminationtechnologyAdvisers:prof.HUANGBing-lianGraduatestudent:YANGXiuzeng(Grade2,004)AbstractElectrocardiogram(ECG)isabioelectricsignalproducedbymyocardialcontractilityand canshowthechangesofphysiologicalactionin

5、heart.Itfindsbroadapplicationinclinical medicinebecauseitiseasytocheckonandcanisdirectlyperceived.In1906,thefirstECG machinewasusedinclinicalmedicine,sincethat,allkindsofECGmonitorinstrumentsemerged inanendlessstream.Atpresent,thekeytodesignanddevelopthemulti-functionalECGmoni

6、torproductsstill dependsontheadvancedtechniquesandwaystoprocesstheElectrocardiogram.Thesubjectfor theauthor’sstudyistoapplyFPGAtechniquestodeveloptheElectrocardiogrammachine.That istosaythatthe“chiponsystem”ofFPGAreplacesthecomplexsystemofDSPandtheCPU, whichwasusedinexistingEC

7、GmonitorinstrumentsandthusdevelopanECGmonitor instrumentbasedonFPGAtocollect,process,review,memoryandcommunicateandshow signals.InordertobuildatestplatformforprocessingtheECGsignal,thetopichasfirstlydesigned apre-amplificcircuit.whichmainlyconsistsoftheAD620amplifyingcircuit.,

8、bandpassFilter Circuit,50Hznotchfilter,rightfloatinggrounddri