毫伏级生物电信号采集装置的设计与实现

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1、ＴＰ２１２．９公开中图分类号：密级：ＵＤＣ：本校编号：菊Ｗ义４乂＃硕±学位论文论文题目：意伏级生物电斗言万木集装置的设计与实现０２１２７４４研究生姑名．：张琳琳学号学校指导教师姓名：逐迈职称：教授工学硕壬专业工程申请学位等级；；控制理论与控制论文提交日期１５．０６．１２２０１５．０６．０５；２０论卞答辩日巧：独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指哥下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加标往和致谢么

2、处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含获得兰州巧通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我…同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名／＞；５仁文字日期＾月曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解兰＃［否通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权兰州巧通大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编Ｗ供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或

3、机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名导师签名：签字曰期為曰ｌＴ年＾月曰签字曰期；〇２〇庐＾＾＾月从硕士学位论文毫伏级生物电信号采集装置的设计与实现DesignandRealizationofAcquisitionDeviceforMilli-VoltBioelectricSignals作者姓名：张琳琳学科、专业：控制理论与控制工程研究方向：智能控制与智能系统学号：0212744指导教师：逯迈完成日期：2015年5月16日兰州交通大学La

4、nzhouJiaotongUniversity兰州交通大学硕士学位论文摘要表面肌电信号在诊断神经肌肉功能、肌肉疲劳程度的评定及疾病的诊断等方面广泛应用。在近代，假肢的研究很盛行，而假肢的控制主要通过表面肌电信号来驱动。因此，研制出一种方便实用、性价比高的肌电信号采集电路具有重要的意义。表面肌电信号是通过电极从人体皮肤表面记录下来的神经肌肉电信号，是一种非平稳的微弱信号。本论文中介绍了表面肌电信号采集装置的设计和实现。本设计中采用AD620前置放大电路，对原始肌电信号进行初级放大。在采集电路的设计中，为了降低

5、干扰信号的影响，设计出了高通、低通滤波电路和工频陷波器电路。首先采用Multisim仿真软件对电路进行原理性试验，然后采用分立元件搭建硬件电路，并利用AltiumDesigner制作出PCB电路板进行测试，实时的采集到肌电信号。在测试试验中分别通过肢体运动的方法和弱直流电刺激方法对正中神经进行电刺激实验，均采集到肌电信号。对采集到的肌电信号，文中采用时域和频域进行了研究与分析。在肢体运动中，我们对握拳肌电信号进行时频域分析，符合肌电信号的一般特征。在电刺激实验中，由时域波形可以看出，在方波电压上升沿处刺激，

6、得到的是起始点向下的肌电脉冲波形，在方波电压下降沿时刺激，得到的是起始点向上的肌电脉冲波形，由此得出肌电信号是方波脉冲产生的电场梯度作用的结果。在频谱分析中，利用Matlab软件中的FFT对肌电信号进行频谱分析。肢体运动中，握拳信号的频率范围在0Hz-500Hz范围内较为集中，其中50Hz-200Hz范围内幅值较高。在电刺激实验中可以得出，随着刺激电压的增加，不同频率的神经肌电信号的幅值也相应增加。在不同刺激电压时，神经电信号的主频是67.5676Hz，在0Hz-500Hz带通滤波范围内，直流至主频之间的肌

7、电信号幅值逐渐增加，主频到500Hz之间的神经电信号幅值逐渐降低。关键词：肌电；前置放大电路；滤波；工频陷波；电刺激；频谱分析论文类型：应用研究-I-毫伏级生物电信号采集装置的设计与实现AbstractSurfaceEMGiswidelyusedinthediagnosisofneuromuscularfunctiondiagnosis,assessmentofthedegreeofmusclefatigueanddiseasediagnosis.Inmoderntimes,thestudyofartifi

8、ciallimbisextensive,andthecontroloftheartificiallimbismainlyderivedbythesurfaceEMG.Therefore,ithasanimportantsignificancetodevelopaconvenient,practicalandcost-effectiveEMGacquisitioncircuit.SurfaceEMGisneurom