毕业设计指导网:毕业设计范文、毕业答辩指导,免费毕业设计、计算机毕业论文参考资料下载服务。

技术团队主要成员为国内著名高校计算机专业导师。诚实守信,优质服务,是我们的宗旨!
当前位置:毕业设计指导网毕业论文频道通信

心电测量模块的设计

论文出自毕业设计指导网www.bysj120.cn,需要购买整套毕业论文或找不到您要的毕业设计请联系客服索取

心电信号中的干扰
    由于心电信号的微弱,并且存在于强大的干扰信号中,因此对心电放大器的设计,主要的任务就是抗干扰。在我们生活的环境中存在着大量的50Hz工频干扰信号,它处于心电信号的频带范围内,对心电信号的检测有很大的影响。必须采用各种有效的方式对其进行抑制,该设计中选用50Hz的陷波电路。
另外,对于人体来说,体表还存在着其它的各种反应人体生命活动特征的不同生理信号。肌电信号的幅值比较大,而且和心电信号的频率有重合的范围,可能对心电的检测有一些影响。因此,检测中应该经量减少身体的活动,以避免肌肉收缩时产生干扰的点位信号 。

论文的主要内容
    该论文主要讨论心电测量模块的设计过程,以心电信号的传输途径为主要线索展开论述。将从人体体表采集到的微弱的心电电位变化,进行放大、滤波及A/D转换等处理。由于心电信号被淹没在周围环境的强大噪声和干扰中,而且是一种微弱的信号,因此,该论文主要对如何减少或消除这些干扰,这也是心电测量模块的设计中的关键问题。根据心电测量模块的基本要求,阐述了共模抑制电路和滤波等来实现对干扰信号抑制的方法和过程,并对结果进行了分析。
体介绍
       心电信号十分微弱,常见的心电频率一般在0.05-100Hz之间,能量主要集中在17Hz附近,幅度小于5mV。
电极采集到的心电信号首先进入前置放大级。前置放大级可以提高整个放大电路的输入阻抗,降低输出阻抗,这样就可以在后面的匹配电阻网络中得到幅值较高的信号。心电放大器的前级增益不能过大。由于信号源内阻可达几十 、乃至几百 ,所以,心电放大器的输入阻抗必须在 以上,不仅要求输入阻抗,对CMRR也要有80dB以上的共模抑制比。
     在检测生物电信号的同时存在强大的干扰,干扰来源主要是50Hz工频干扰。电源工频干扰主要是以共模形式存在,幅值可达几伏甚至几十伏。如何避免这些干扰也是心电放大器设计所必须考虑的问题。因此需要对这些噪声进行滤波。对这些噪声的滤波需要用到低通、高通滤波器和50Hz带阻滤波器。ECG的低通滤波器通常情况下截至频率选择在100Hz以下。ECG的高通滤波器通常情况下截至频率选在0.05Hz以上。再经过二级放大电路及A/D转换,通过系统调试,最后得到放大、无噪声干扰的心电信号。

各模块功能
本电路设计主要是由六部分构成。
第一是心电信号采集.心电信号通过标准导联电路用电极采集。
第二是放大电路。放大器是硬件电路的关键所在,设计的好坏直接影响信号的质量,从而影响到仪器的特性。前置放大电路的放大倍数大约在10倍左右,其原因是刚提取的人体心电信号所含噪声较多,干扰较大,通常采用差动三运放电路。
第三是抑制共模信号电路。在文中使用了右腿驱动、屏蔽驱动、浮地跟踪电路,不仅可以消除其中的共模电压,还能提高共模抑制比,使信号输出的质量得到提高。
第四是高频、低频信号滤除的电路及50Hz陷波电路。由常识得知,常见的心电频率一般在0.05-100Hz之间,能量主要集中在17Hz附近,幅度微小,大概为5mV,所以要对0.05-100Hz以内的信号进行保护,从而把0.05-100Hz以外的高频信号全部滤除。其次本设计采用了RC双T带阻滤波电路,可以有效的滤除电源工频产生的50Hz的噪声。
第五是二级放大电路。由于心电信号经一级放大仍比较小,所以需要二级放大,得到可以测量的信号。
第六是A/D转换电路。在文中采取了AD0809芯片因为得到的信号通常经过计算机处理及显示,所以要将得到的模拟信号转变为计算机可以识别的数字信号,就要用A/D转换模块来实现
心电测量模块的技术指标
心电信号比较微弱,仅为mV级,并且周围存在强大的噪声干扰。为了能够得到清晰而良好的心电波形记录,对电路的抗干扰能提出较高的要求。
为了识别心电图的形态,对电路提出各种技术要求。主要有:(1)线性、(2)定标电压、(3)共模抑制比、(4)增益、(5)噪声。
根据心电信号的特点,设计的心电测量模块的基本要求如下:
●电压放大倍数:1000,误差±5%
●-3dB低频截止频率:0.05Hz
●-3dB高频截止频率:100Hz
●频带内响应波动:在±3dB之内
●共模抑制比: ≥60dB
●差模输入电阻:≥5

.........
总  结
该课题要求设计一心电测量模块,为整个多参数监护仪的构建打下基础。在设计过程中,关键问题是弄清心电信号的特点以及心电测量原理,设计出适合心电检测的放大电路及滤波电路,并完成心电信号的A/D转换。
在心电测量模块设计的整个过程中,通过对该课题详细的资料收集及方案选择,我把系统的设计分成几个小的模块来分别设计。这样就可以使系统设计的难度降低一些,使每一步的设计思路变得更加明确和清晰。通过这样的方法,把问题化繁为简,把复杂的问题变得简单了,完成了该课题的设计。该设计主要实现的功能有:
1、心电信号通过电极采集加入到测量电路,为心电测量做了前期准备。
2、整个设计对心电信号的放大倍数为1000倍左右。在前置放大电路中,心电信号放大了10倍左右,二级主放大对心电信号的放大为100倍左右。所以整个心电测量模块对心电信号放大为1000倍左右,达到了设计的要求。
3、因为人体的心电信号的频率为0.05-100Hz。在本设计中采用了二阶巴特沃斯高通和低通滤波器,有效地滤除了0.05Hz和100Hz以外的噪声。
4、本设计采取了RC双T陷波,有效地滤除了50Hz工频干扰。
5、本设计中三个共模抑制电路有效的提高了电路的共模抑制比,通过调试可以看到得到的心电波形更为清晰。
      通过心电测量模块的设计和调试,使我对电路的设计有了更进一步的认识和理解。对原来所学的理论知识有了更深层次的理解,对实际的电路设计有了一定的掌握,对相关电路设计的工具有了较好的运用能力。
在电路设计的过程中,仿真和调试结果的差别,让我更加明白了理论与实际的差别,懂得了如何根据实际情况的变化来进行相应的变化,以适应实际的需要。
在设计中,由于时间的限制,更由于个人水平的有限,我所设计的系统还存在不足之处,如A/D转换的功能没有实现,这些都是需要不断改进和完善的。
     此次毕业设计过程中,在进行系统电路调试时,需要以严谨和科学的态度对自己设计的模块进行分析,检验设计是否达到规定的技术指标,对于不能达到的地方要通过认真的分析予以修改,保证了系统功能的实现。因此整个毕业设计的过程,就是对知识进行的更新和积累、学习方法的再探索以及学习态度的不断端正的过程。
 

Tags:

在线客服

  • 咨询QQ:
  • 407894958
  • 点击和客服QQ在线沟通
  • 点击和客服QQ在线沟通
  • 成品购买:
  • 定制咨询:
  • 点击和客服QQ在线沟通
  • 点击和客服QQ在线沟通
  • 如临时会话消息无法接收 请先加客服QQ好友咨询
    微信客服

计算机毕业设计,免费毕业论文,优秀毕业设计论文下载


120毕业设计指导网
地址:徐州市西安路41号
收缩
  • 计算机毕业设计定做咨询