简易心电测试设计

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1、信息工程学院电子线路课程设计报告20/20学年第学期设计题目：简易心电测试设计专业班级：姓名学号：指导教师：设计成绩：一.设计任务及要求：1、将0.5niV左右的电信号不失真地放大为IVZ滤出混入心电信号50HZ的工频干扰艮将电信号调制到电话线可传输的频段并转化为声音信号4用示波器观察心电信号波形二、设计总体方案选择：信号源f三运放大器f低通滤波f放大器f50HZ陷波电路调制示波器三、单元电路设计:四、系统实现原理：信号采集电路通过心电传感器采集心电信号；信号处理电路包括前置放大电路、高通滤波电路、低通滤波电路、50Hz陷波电路和后置放人电路，主要完成心电信号的

2、放人和滤除干扰等功能；系统电源部分为系统提供±15V、±12V和5V直流电源。心电信号的提取过程中最大的干扰就是50Hz的工频信号，双积分型ADC对周期变化的干扰信号有很好的抑制作用，所以双积分型ADC是一个很好的选择，但是心电信号的频率范围在0.05Hz到100Hz之间，根据采样定理，采样频率至少在250Hz以上才能保证信号的不失真，即采样的时间间隔不得大于5ms。五、组装调试：1、组装方法三运放仪用放大电路同相并联三运放结构，这种结构可以较好地满足上面三条要求。Al、A2构成放大器的第I级，主要用来提高整个放大电路的输入阻抗。第II级采用差动电路用以提高共模

3、抑制比。将A3两个同相输入运放电路并联三运放差分放大电路。考虑到要求高共模抑制比、高输入阻抗和调试方便，不使用采用集成运算放人器构成的仪表放人器，而是直接使用集成仪表放大器，本设计选用放大器OP07CP实现。根据虚短、虚断的概念，不难分析A1和A2前置放大电路仅对差模信号有放大作用，这样的电路有以下几个优点:a.Al、A2提高了差模信号与共模信号之比，即提高了信噪比，因差模信号按差模增益比放大，远高于共模成分（噪声）；b.电路的另一个特点是对共模输入信号没有放大作用，共模电压增益接近于零。由此可知，上述电路具有输入阻抗高，共模抑制比高等优点，可作为通用仪用放大器

4、使用。Au=U0/Ul-U2=U01-U02/Ul-U2*U0/U01-U02=（l+2Rl/R4）*R3/R2丄__六、50Hz干扰信号陷波器这种滤波器的有点是品质因数可以调节，且和带阻滤波器的中心频率无关。在该电路中，当A2的同相输入端接地（反馈系数最小）时，滤波器的Q值最小，大约为0.3；当A2同相输入端的电位很接近滤波器的输出电位（反馈系数大）时，这时滤波器的Q值大，但Q值过大会造成电路的不稳定甚至自激，一般将Q值选在十至几十的范围内，调节图中RW可改变Q值人小。在图中双T网络参数选择下，带阻滤波器的中心频率办-2欣C-2x3.14x68xl03X0.0

5、47X10-6~"业要求滤波器的阻带宽度阶2Hz,则—需R9022pFR2R12ioknR822kQKey=A丄300pFR620kQiokn50HZ的图形2调试方法先测试电源的电压，测得为12V左右，在检查电路是否连接好，使用万用表测试面包板是否有短路或断路现象，测量结果完好，再检查函数信号发生器和示波器是否完好，使用良好的导线,开始连接电路板止负极，接地线，导线若干，连接函数信号发/器和示波器，开始测量。首先测量三运放是否放大，给定50HZ、100HZ和lOOmV电压的，然后调接电位器上的按钮是否放大正确的倍数，可在示波器上面进行观察；如果观察到失真现象，可

6、能是电路连接错误，对电路进行检查。如果观察到止弦信号，然后进行下一步的调试。然后进行测量调试陷波器，和上边一样连接好电路线，输入O.5HZ至IJ1OOHZ的频率，进行观察是否为正弦波形，如果是正弦波形在进行下一步，否的话在检查电路图；同样在输入频率为5OHZ在示波器上观察是否有波形，如果有正弦波形，电路则有错误连接，继续检查电路，没仃波形，则继续下一步。3测试结果通过调试，第一模块（三级运放）正确出现了正旋波形，与理论相符，改变其频率与幅度，波形也随其发生相应的改变。50hz陷波电路模块，通过调试，调试失败，没有测出结果，其原因可能在于输入信号的频率与幅度加载的

7、不对，因此陷波电路调试失败。七、总结设计通过这次实验使我明白了简易心电仪电路的工作原理，又多学了些知识；同时，通过实验我也看到了自己存在的缺点，动手能力不强，不够自信。我想，在下次实验中我会积极参与，积极配合，将实验做成功。在这次实验中，我也看到了一个团队的重要性，关键是要团结。同时在制作简易心电图仪的过程中，信号的采集和数据的滤波，陷波处理是我们在整个过程中的技术难题，需要很好的设计和大量的调试。同时因为选用电阻，电容的参数不相匹配，精度不高，所以在需要调试的地方，我们尽可能选用可调电位器，为整个电路的可调，留下余量。在经过长时间的设计和调试后，我们发现，只要

8、在错误的地方寻找错误原因