心电采集系统中模拟电路的设计new

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1、电子设计《微计算机信息》(嵌入式与SOC)2009年第25卷第4-2期文章编号:1008-0570(2009)04-2-0306-02心电采集系统中模拟电路的设计DesignofAnalogCircuitinECGAcquisitionSystem（阜阳师范学院）赵正平钱久春陈蕴ZHAOZheng-pingQIANJiu-chunCHENYun摘要:介绍了一种心电采集系统中模拟电路的具体设计方案,它能够很好地克服心电采集中的一些困难,获得不失真的心电信号,为信号的后续处理提供了保障。关键词:心电信号;模拟电路;放大;滤波中图分类号:TN702

2、文献标识码:AAbstract:ThispaperistointroduceaspecificdesignofanalogcircuitinECGacquisitionsystem.ThespecificdesigncanovercomesomedifficultiesintheprocessofECGacquisitionandobtainundistortedECGsignalswhichsupportthesignals'subsequentprocess-ing.Keywords:ECG;analogcircuit;amplifica

3、tion;filtering技进行模数转换，转换成数字信号后由中央处理单元负责后续的引言术分析处理。心电信号作为心脏电活动在人体体表的表现，信号比较微2前置放大电路创弱，其频谱范围是0.05～200Hz，电压幅值为0～5mV，信号源的阻抗为数千欧到数百千欧，并且存在着大量的噪声，所以心电采从人体体表拾取的心电信号一般只有几个毫伏，为了提高新集系统的合理设计是能否得到正确的心电信号的关键部件。心其分辨率以便于后端显示和处理，首先需要对信号进行放大。电信号的测量条件是相当复杂的，除了受包括肌电信号、呼吸在心电信号采集过程中，前置放大电路对心电信号

4、的影响最波信号、脑电信号等体内干扰信号的干扰以外还受到50HZ市大，为提高心电信号的性能，前置放大电路的放大倍数不能选电、基线漂移、电极接触和其他电磁设备的体外干扰，因此，在择得太大（一般小于20），否则会由于有较大的干扰信号（指电强噪声下如何有效地抑制各种干扰将成为心电采集系统设计极的极化电压），致使放大器产生阻塞现象。的关键。对于心电信号而言，采集的信号属于差模信号，所以其放大器都采用差动放大电路结构，使用最普遍的是采用低噪声、1心电采集系统简介高输入阻抗、高共模抑制比、高增益和抗干扰能力强的同相并完整的心电采集系统包括模拟和数字两部分，

5、其中模拟部联差动放大电路，即通常所说的三运放仪表放大器，本系统采分主要完成心电信号的拾取、放大和滤波等，数字部分将对模用通用的集成运放LM324来构成这种放大器的。LM324是一拟部分获得的心电信号进行分析与处理，以便医护人员得出正种4集成运算放大器，由于价格低廉且使用方便，所以被广泛确的诊断结果，因此心电采集系统中的模拟电路在心电监护系应用于控制和信号放大处理之中。我们在实验室认真设计和反统中具有重要作用。心电采集系统的总体结构如图1所示。复实验，用LM324构成的电路成功实现了心电信号的放大处理，其主要技术指标都能满足要求。LM324既可

6、以单电源使用，也可以双电源使用，电源电压可以从+5V一直用到±15V，而且驱动功耗低，每一组运放差模增益可达到100dB。通过外围电路的合理设计，使得以LM324为主要器件的放大电路完全能满图1心电采集系统总体结构足高放大倍数、高稳定性的心电信号放大处理要求。
由携带在人体上的专用电极拾取的心电信号首先经前置放大器初步放大，并在对各种干扰信号进行一定抑制后送入带






通滤波器，以滤除心电频率范围以外的干扰信号，然后由主放




7、大器将滤波后的信号进一步放大到合适范围，再经50Hz陷波


器滤除工频干扰，得到模拟的心电信号将被送入AD转换系统

赵正平:讲师硕士基金项目:基金申请人:赵正平;基金颁发部门:安徽图2前置放大电路省教育厅(KJ2009B083Z);项目名称:基于单片机的值得一提的是，LM324的低电流噪声特别适用于ECG的便携式心电监护仪研究与开发-306-360元/年邮局订阅号：82-946《现场总线技术应用200例》您的论文得到两院院士关注电子设计应用，它有很好的

8、直流特性：输入失调电压小于5mV，输入失调电路采用阻容耦合电路，输入阻抗高输出阻抗低，并且输入和电压温漂小于7uV/℃，输入偏置电流小于40nA，共模抑制比达输出之