现代医学电子仪器原理与设计(小结)

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1、总复习第三章信号处理第七章心脏治疗仪器与高频电刀第八章医用电子仪器的电气安全7/8/20211第三章信号处理基本要求差动放大电路分析方法差动放大应用电路前置级共模抑制能力的提高第一节生物电放大器前置原理2第三章信号处理1.基本要求(1)高输入阻抗理论上，源阻抗和电极阻抗都是频率的函数，并且随频率的增加成下降趋势。(2)高共模抑制比放大器的共模抑制比的定义：共模抑制比(CMRR)是指差分放大器对同时加到两个输入端上的共模信号的抑制能力。3第三章信号处理(3)低噪声、低漂移措施：（a）差动输入形式（b）电路对称结构，严格挑选器件，抑制零点漂移（c

2、）采用调制式直流放大器（d）设置“复零”电路，将基线在特殊情况下复零(4)设置保护电路包括人体安全保护电路和放大器输入保护电路。4第三章信号处理2.差动放大电路分析方法外回路电阻的匹配条件为：5第三章信号处理理想闭环差模增益：此时，共模增益Ac1=0，所以放大器的共模增益上述理想状态能达到，影响因素有两个。6第三章信号处理1.由电阻失配所造成的CMRRR由外电路电阻失配限定的放大器的共模抑制比为：结论：电阻失配造成的CMRRR与电阻匹配误差δ和放大器的闭环差模增益Ad有关。并且电阻匹配误差越小，闭环差模增益越大，放大器的共模抑制能力越大。7第

3、三章信号处理2.器件本身的共模抑制比CMRRD定义：CMRRD为放大器开环差动增益A'd与共模增益A'c之比，即共模输出电压uoc折合到放大器输入端的共模误差电压，即8第三章信号处理结论：共模输入电压因为转化成差模电压而形成共模干扰电压。原因：放大器的运算放大器件本身的共模抑制比不为无穷大。放大电路的总的共模增益为整个放大电路的总共模抑制比为9第三章信号处理3.差动放大应用电路（一）同相并联结构的前置放大电路10第三章信号处理第一级电压增益结论：（1）第一级的输出回路里不产生共模电流，电路的共模抑制能力与外回路电阻是否匹配完全无关。（2）并联

4、结构的电路能方便地实现增益的调节。（3）电路具有完全对称形式，有利于克服失调、漂移的影响。11第三章信号处理第一级输出端存在共模误差的输出电压：第一级电路的共模抑制比为CMRR1212第三章信号处理两级放大电路的差动增益为则两级放大电路的总共模抑制比为13第三章信号处理(二)同相串联结构的前置放大电路外电阻匹配为放大电路的差动闭环增益为14第三章信号处理1.分析电阻失配的影响由于，并且，得到15第三章信号处理2.器件本身共模抑制比的影响A1的输出端形成的共模电压为A2的输出（即放大电路的共模输出）为16第三章信号处理放大器的总共模抑制比为结论

5、：同相串联结构的放大电路共模抑制能力的提高，取决于所用的器A1、A2本身的共模抑制比是否相等，并且受外回路电阻的匹配精度影响。17第三章信号处理集成仪器放大器的技术参数主要包括以下几种：1.输入阻抗2.共模抑制比（CMRR）3.偏置电流4.输入失调电压5.输入噪声18第三章信号处理4.前置级共模抑制能力的提高（一）屏蔽驱动（二）右腿驱动技术19第三章信号处理第二节隔离级设计隔离：信号从浮地部分传递到接地部分，两部分之间没有电路上的直接联系。实现电气隔离有两种方案：电磁耦合；光电耦合。第三节生理放大器滤波电路设计滤波电路最常采用由集成运算放大器

6、和RC网络组成的有源滤波器。它的功能是允许指定频段的信号通过，而将其余频段的信号加以抑制或使其急剧衰减。20第三章信号处理常用的设计方法有公式法、图表法和计算机辅助设计法。计算机辅助设计法：滤波软件设计法和网络在线设计工具。MicrochipTechnologyInc：FilterLabNationalSemiconductorCorporation：WEBENCHActiveFilterDesigner21第七章心脏治疗仪器与高频电刀第一节电刺激治疗类仪器设计原理频率小于1kHz时的电流对人体细胞组织的作用主要是以刺激效应为主。决定组织兴奋

7、后能否接受下一个刺激而产生兴奋的关键是组织绝对不应期的长短。大多数哺乳动物动物神经肌肉组织产生刺激兴奋的最佳频率都是在100Hz左右。当刺激频率大于1MHz后，几乎没有任何刺激作用了。这时人体承受电流的能力随频率逐步增大，其产生的效应主要是热效应。22第七章心脏治疗仪器与高频电刀电刺激系统脉冲发生器——产生使神经去极化的脉冲序列；导联线——把脉冲传输到刺激部位；电极——把脉冲安全、有效地传输到可兴奋组织。一、刺激方式与效应(一)电刺激的类型23第七章心脏治疗仪器与高频电刀按电刺激部位分为三类：⑴表面刺激；⑵经皮刺激；⑶植入式刺激。表面刺激特点

8、：电刺激系统三部分都在体外，电极放在皮肤上或要刺激的肌肉的运动点附近，也可放在特定的穴位上。应用：神经与肌肉的医疗康复。局限性：不能可靠的刺激皮肤下面的组织，也不能