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心電信號(hào)電壓有正有負(fù),所以一定要提供一個(gè)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(hào)幅值非常小,其中還混有大量干擾,無(wú)法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。后級(jí)濾波放大電路由一個(gè)增益較大的有源低通組成,增益可調(diào)。不同人的心電信號(hào)強(qiáng)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(gè)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(yùn)放ad8607能夠很好地滿足這些要求。由于第二級(jí)放大器是反相端輸入,所以最后得到的信號(hào)是反相的,這可以在軟件中再作處理。 從保護(hù)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(hào)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(gè)電壓并聯(lián)負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò),即通常所說(shuō)的右腿驅(qū)動(dòng)電路。由aduc7020對(duì)處理后的心電信號(hào)進(jìn)行ad轉(zhuǎn)換,選擇定時(shí)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(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)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(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)麥克風(fēng)采集到的心音信號(hào)幅值通常為30~60 mv,范圍小不便于觀察,需要對(duì)采集到的心音數(shù)據(jù)進(jìn)行電壓提升和放大處理。另外,心音信號(hào)的有效頻率為0~600 hz,為了消除高頻信號(hào)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(hào)放大和濾波單元均用到了運(yùn)算放大器,為了減小電路占用面積,設(shè)計(jì)中分別采用一級(jí)運(yùn)算放大器和一級(jí)有源濾波器。信號(hào)調(diào)理模塊電路圖如圖3所示。集成運(yùn)放采用adi公司生產(chǎn)的ad8607,它包含有2個(gè)獨(dú)立的低功耗、低噪聲cmos運(yùn)算放大器ad8603,供電電壓為1.8~6 v,工作電流不超過(guò)50μa,最大輸入偏置電流為1pa。 經(jīng)過(guò)電路調(diào)理后,可以在示波器上觀測(cè)到可識(shí)別性較高的心音波形,如圖4所示。 3.3 無(wú)線傳輸模塊 圖5為無(wú)線傳輸模塊電路圖。無(wú)線傳輸模塊由ti公司生產(chǎn)的新一代2.4 g無(wú)線收發(fā)芯片cc2530為核心,芯片集成了增強(qiáng)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(jì)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(wú)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(shí)分別為 4v 和 1.4v)對(duì)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(yùn)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(biāo)準(zhǔn)卷型帶凸塊裸片封裝,可簡(jiǎn)化制造過(guò)程。
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