1、    便攜式動態心電信號數據采集器的設計        解永生 時間:2009年04月16日     字 體: 大 中 小        關鍵詞:<"cblue" " target='_blank'>心電信號<"cblue" " target='_blan

2、k'>數據采集器<"cblue" " target='_blank'>心電<"cblue" " target='_blank'>放大電路<"cblue" " target='_blank'>采集器            摘要： 便攜式動態<"cblue" "

3、; " title="心電">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號&quo

4、t; title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" t

5、itle="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title

6、="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title=&qu

7、ot;心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心

8、電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號&

9、quot;>心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號"

10、;>心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">

11、;心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信

12、號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號&qu

13、ot; title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號"

14、title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" titl

15、e="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title=&q

16、uot;心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="

17、心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號

18、">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號&quo

19、t;>心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號"&g

20、t;心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電

21、信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號&q

22、uot; title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號"

23、 title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" tit

24、le="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title=&

25、quot;心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="

26、;心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信

27、號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號&qu

28、ot;>心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號"&

29、gt;心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心

30、電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號&

31、quot; title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號"

32、; title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" ti

33、tle="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title=

34、"心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title=&quo

35、t;心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電

36、信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號&q

37、uot;>心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號"

38、>心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">

39、心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號" title="心電信號">心電信號<"cblue" " title="采集器">采集器" title="<"cblue" " title="數據采集器">數據采集器">數

40、據采集器是現代動態心電圖分析系統的重要組成設備。介紹以單片機為核心的智能心電數據采集系統的原理，詳細論述了硬件設計的要點及數據預處理軟件的有關算法。關鍵詞： 單片機 心電信號 數據采集心電圖是心臟疾病診斷的重要工具之一，然而在臨床中一些心臟病患者在短時間內其心電圖并無異常。這樣就要花相當長的時間在醫院中作觀察診斷，從而給病人和醫院都造成了不必要的麻煩。為此，動態心電圖分析處理系統便應運而生，該系統可以分為兩大部分，一是攜帶在被檢查者身上的袖珍心電圖信號采集器，另一為由微機系統組成的心電圖處理診斷系統。被檢查者配帶了心電圖數據采集器后可離開醫院，其一天的動態心電信號由采集器記錄下來，然后交院方將

41、記錄的數據回送微機心電圖處理系統中進行分析，作出正確的診斷。目前此類系統大多為歐美產品，價格昂貴，國內的研究尚處在起步階段。由于所需存儲的信息量大，目前的典型產品大多采用高精度的盒式磁帶機作為數據記錄盒。從原理上來說，不可避免地存在磁頭的機械磨損問題。同時，磁頭的清潔度、機械振動及走帶的穩定性都會影響心電信號記錄的準確性。另外，將磁帶上記錄的數據回送微機系統時，還需專用設備，其回送的速度相對也較慢。隨著單片機技術的發展，特別是超大容量存儲器的出現，我們采用以單片機為核心，擴充大容量數據存儲器的方式，徹底彌補了由磁帶式數據記錄器造成的上述不足。1 心電數據采集器的硬件設計1.1 基本硬件結構 心

42、電數據采集器的整個電路主要包括心電信號<"cblue" " title="放大電路">放大電路、<"innerlink" " title="模數轉換">模數轉換器、外接實時時鐘、單片機、程序存儲器、數據存儲器、與IBM PC的并行通訊接口等。其基本原結構如圖1所示。采集器采集的信號為雙通道心電信號。大容量數據存儲器擴展采用端口擴展譯碼。關于輸入過載保護、采樣、A/D轉換、與 IBM PC并行通訊、外接實時時鐘等問題已有相當多的文獻作了介紹，本文不再詳述。下面主要就心電信號

43、的專用放大電路和心電數據采集系統的動態校零技術進行論述。1.2 輸入信號放大電路該心電數據采集器的二組差動輸入信號是通過電極取自人體表皮的緩變微弱信號，其值不超過5mV。我們采用二級<"innerlink" " title="放大器">放大器構成放大電路，其結構如圖2所示。第一級由A1、A2和A3組成同相并聯差動運算放大電路。為了取得最佳的低頻響應，必須將該級的輸入端直接耦合到電極上，因此我們將該級的增益設計得較低，以減小該級的輸入偏流，避免使電極極化產生高壓。A1、A2組成同相差動帶增益的電壓跟隨器，大大提高了電路的輸入阻抗，它對

44、共模信號有很高的抑制比，對差模信號的放大倍數為：A3為一獨立的差動式放大器，調節Rf可使電阻對稱，減小誤差，進一步提高共模抑制比。通過計算可得第一級的綜合放大倍數為:第二級由A4形成同相比例放大電路，其放大倍數為32。二級放大總的增益為800。由于心電信號的頻率范圍要求放大器具有0.04150Hz的帶寬，所以利用第二級放大器A4，通過C1和C2組成了有源帶通濾波電路，以抑制干擾。放大電路中另一個值得注意的問題是當異聯電極換接時，由于C1的作用可能會引起放大器的輸出飽和。因此在電路中加入電子開關S0，當放大器輸出飽和時，通過比較器自動驅動S0瞬時接通，C1迅速充電，從而使輸出脫離飽和狀態。在該放

45、大電路的設計中，雖然可使用常規低偏流運放，但從實際出發，我們優先選用單電源運放，如F3140。由于其輸入級差分電路采用了PMOS器件，使它的輸入電阻可高達1.5兆歐，具有極低的輸入失調電流、電壓，并且可省去調零電路和外接偏置電阻，使整個放大電路變得更為緊湊，調試更為方便，也降低了功耗。1.3 心電數據采集器的動態校零 輸入級電路雖然采用了具有補償及自動調零的運放電路，但并不能完全克服放大器的零點漂移。當設備連續工作時其影響尤為明顯。因此，在心電數據采集的硬件設計時，我們還采用了動態校零技術，取得了良好的效果。使用該技術，在硬件電路上只需作簡單的改動，即用兩個同步工作的模擬電子開關，如AH5012連接在輸入端與放大器之間，如圖3所示。以A通道為例，每次正式采樣前，先由CPU發出校零控制信號，使S1斷