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心電信號電壓有正有負,所以一定要提供一個合適的箝位電壓。aduc7020的ad轉(zhuǎn)換模式下電壓輸入范圍是0-2.5v,這里就選擇中間值1.25v作為箝位電壓。 ad8221輸出的單端信號幅值非常小,其中還混有大量干擾,無法進行數(shù)據(jù)處理。后級濾波放大電路由一個增益較大的有源低通組成,增益可調(diào)。不同人的心電信號強弱不一樣,考慮到有衰減,一般將該增益設(shè)為150倍。系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為: 這兩個低通濾波器都要求具有低電壓偏移、低溫漂和低噪聲特性,adi公司的軌到軌輸入輸出雙運放ad8607能夠很好地滿足這些要求。由于第二級放大器是反相端輸入,所以最后得到的信號是反相的,這可以在軟件中再作處理。 從保護病人和提高系統(tǒng)的共模抑制比兩方面考慮,必須將共模信號反相并放大后,再反饋給人體,這樣系統(tǒng)和人體就共同構(gòu)成了一個電壓并聯(lián)負反饋網(wǎng)絡(luò),即通常所說的右腿驅(qū)動電路。由aduc7020對處理后的心電信號進行ad轉(zhuǎn)換,選擇定時器控制的adc采樣模式。一次a/d轉(zhuǎn)換結(jié)束,觸發(fā)adc中斷,在中斷服務(wù)程序中對數(shù)字信號進行處理。 圖3:數(shù)據(jù)處理的基本步驟。 處理
度高,且靈敏度為-42 db,同駐極體麥克風(fēng)大致相當(dāng)。 3.2 增益和濾波模塊 實驗發(fā)現(xiàn)麥克風(fēng)采集到的心音信號幅值通常為30~60 mv,范圍小不便于觀察,需要對采集到的心音數(shù)據(jù)進行電壓提升和放大處理。另外,心音信號的有效頻率為0~600 hz,為了消除高頻信號的干擾,引入了截止頻率為600 hz的有源低通濾波器。由于信號放大和濾波單元均用到了運算放大器,為了減小電路占用面積,設(shè)計中分別采用一級運算放大器和一級有源濾波器。信號調(diào)理模塊電路圖如圖3所示。集成運放采用adi公司生產(chǎn)的ad8607,它包含有2個獨立的低功耗、低噪聲cmos運算放大器ad8603,供電電壓為1.8~6 v,工作電流不超過50μa,最大輸入偏置電流為1pa。 經(jīng)過電路調(diào)理后,可以在示波器上觀測到可識別性較高的心音波形,如圖4所示。 3.3 無線傳輸模塊 圖5為無線傳輸模塊電路圖。無線傳輸模塊由ti公司生產(chǎn)的新一代2.4 g無線收發(fā)芯片cc2530為核心,芯片集成了增強型8051內(nèi)核,內(nèi)部采用流水線結(jié)構(gòu),指令周期短。芯片具有256kb的flash,低功耗設(shè)計使得芯片在收發(fā)狀態(tài)下的功耗都
低偏置電壓:50μV(最大值);低輸入偏置電流:1pA(最大值);單電源操作:1.8~5V;低噪聲:22nV/√Hz;微功耗:50μA(最大值);低失真;無反相;單位增益穩(wěn)定
儀表放大器的6毫微安關(guān)斷電流和40微微安偏置電流。 ad8235 的寬電源范圍可省去額外的電源,它的寬共模輸入電壓范圍(5v 和 1.8v 電源供電時分別為 4v 和 1.4v)對于許多電池供電的便攜式應(yīng)用所需的低電壓工作方式而言非常重要。86 db(增益為5)的高共模抑制比 (cmrr) 則有效地消除了共模干擾。 ad8235 儀表放大器現(xiàn)已量產(chǎn),該器件與 adi 公司的大量數(shù)字隔離器和放大器兼容,包括 adum2400 四通道數(shù)字隔離器、ad8603 精密 cmos 運算放大器、ad8607 精密放大器和 ad8609 四通道精密放大器。該器件采用標準卷型帶凸塊裸片封裝,可簡化制造過程。
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