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1、科技信息○机械与电子○SCIENCEINFORMATION2007年第2期基于AD620芯片的心跳速率检测何忠蛟(浙江工商大学信息与电子工程学院浙江杭州310035)摘要:本文首先给出了一种基于AD620芯片心跳速率检测的方案,介绍了组成系统的传感头、信号提取、滤波放大及微处理器等各个部分的电路设计。其次,根据该方案设计的心跳速率检测系统获得了良好的实验结果,表现出低成本、高性能的特性。最后,文章讨论了提高滤波放大及去除噪声的相关技术。关键词:心跳速率;信号提取;滤波放大;AD620AD620-basedcardiotachmeasurementHEZhong-jiao(I
2、nformationandElectronEngineeringCollegeZhejiangGongshangUniversityZhejiangHangzhou310035)Abstract:AschemeforcardiotachmeasurementbasedonAD620isproposedinthisletterandthecircuitdesignforeachpartofthescheme,includingsensingterminal,signalacquirement,filterandamplificationandmicroprocessor,is
3、introduced.AD620-basedcardiotachmeasurementsystem(correspondingtotheschemementionedabove)achievesgoodexperimentalresultsandisoftheadvantagesoflowcostandhighperformance.Thetechnologiesforfilterandamplificationandthedecreasingofnoisearediscussedfinally.Keywords:cardiotach;signalacquirement;f
4、ilterandamplification;AD6201.前言的增益,在我们的实验中R4为1K,相应的AD620运放增益为50。增心跳速率是反映人体健康状况的重要指标,所谓心跳速率通常是益太大会削弱最后的信噪比,在实验中要合理的设置R4阻值。指一分钟内心脏搏动的次数。心跳速率的检测可以为临床诊断、病人LEFT_ARM、RIGHT_ARM引线间接0.1uF的电容是为有效的削弱工的护理、运动员训练等工作提供科学依据。近年来,国内外研制生产的频噪声。LEG引线通过TL082A接到AD620,是为LEFT_ARM、许多医疗设备及健身器材都用到心跳速率检测电路,研发低成本、高RIGH
5、T_ARM的差动信号提供人体的参考电位。性能的心跳速率检测电路具有重要的应用价值。2.3滤波放大电路图3是滤波放大电路。三个运放构成三级放本文报道了一种基于AD620芯片的心跳速率检测系统。利用大,各放大100倍,由于电路损耗特别是隔离电容的损耗,实际信号放AD620芯片良好的低噪声特性,加上合理的滤波及放大电路,结合微大倍数小于100万倍。电路中的R6及R5、R9及R8、R11及R10的阻处理器处理,我们得到一个高精度的心跳速率检测系统。值之比决定放大倍数,在实际应用中要合理的调节这些阻值。在放大2.电路设计信号的同时要采用低通滤波电路,达到滤除工频噪声的效果。由于工2.
6、1原理框图人体皮肤表面含有人的心电信号、肌电以及工频频噪声的频率为50Hz,设计的滤波电路的通频带宽要小于50Hz,即信号等,一般情况下包含心跳速率信息的心电信号要远小于工频信号其中电容电阻的等噪声。为了提取微弱的心电信号,必须采用低噪声的运放并设计合RC时间常数要和理的滤波放大电路。工频信号周期同一图1是心跳速率检测系统的原理框图。整个心跳速率检测系统包量级,电路中R7、括四个部分:与人体皮肤表面接触的传感头,信号提取电路,滤波放大C10组成低通滤电路及微处理器电路。传感头一般为容易导电的金属,与人体皮肤表波。在各级放大间面接触后具有人的心电信号、肌电信号以及工频信号等复
7、杂的电信我们采用1uF的电号。我们采用低噪声的AD620运放作为心跳速率提取电路的核心芯容隔离,这些电容片。在滤波放大电路部分,采用了简单的低通滤波电路,实验结果表明同时会衰减信号,这种滤波电路足够提取心跳速率信号。滤波放大后的信号,用可调的而三个运放是选择比较器结合三极管电路整形成5伏特的TTL电平信号,最后接到微处信号放大,因此信理器上,由微机处理心跳信号,计算出心跳速率并显示出来。噪比得到提高。需图3滤波放大电路要指出的是,隔离电容太大的话,容易引起输出电信号漂移。图4是整形图1心跳速率检测原理框图电路。2N
