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（二）心電信號(hào)的檢測(cè)及采集 家用心電圖機(jī)所需檢測(cè)的心電信號(hào)幅值在0.05～4 mv，頻率在0.05～72hz。而檢測(cè)中存在的主要干擾信號(hào)有電極板與人之間的極化電壓、50hz工頻干擾、儀器內(nèi)部噪聲和儀器周圍電場(chǎng)磁場(chǎng)電磁場(chǎng)的干擾等等。心電信號(hào)中50hz工頻干擾可以利用自適應(yīng)模板法消除，則心電圖機(jī)模擬部分可以采用如圖2所示的硬件結(jié)構(gòu)。心電信號(hào)經(jīng)電極或?qū)?lián)線采集后，先要進(jìn)行電壓放大。電壓放大器一般由兩級(jí)組成，前級(jí)采用負(fù)反饋差動(dòng)放大電路。系統(tǒng)中，采用ti公司的基于雙運(yùn)放電路的微功耗儀表放大器ina321芯片作為心電信號(hào)的前級(jí)放大器，放大倍數(shù)為10倍。由于72hz以上的干擾信號(hào)較強(qiáng)而0.05hz以下的干擾信號(hào)相對(duì)較弱，所以在濾波電路中，采取先低通濾波取出72hz以下的信號(hào)，然后接高通的方式，這樣就能濾除極化電壓信號(hào)得到心電信號(hào)。由于在前面的濾波電路中采用了rc高通濾波電路，該電 路具有較高的輸出阻抗，所以后級(jí)放大采用了同相放大電路，放大倍數(shù)為20倍。 心電信號(hào)的最高幅值為4mv，經(jīng)過(guò)200倍的放大為0.8v，而a/dc的輸入范圍為0～2.5v，設(shè)計(jì)時(shí)取中間
系統(tǒng)的開發(fā)進(jìn)度，imez2407板是一個(gè)dsp的最小系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖3所示。 從圖3可以看出，imez2407主要解決tms320lf2407的周邊必備電路，如電源模塊、晶振和pll振蕩電路、編程電源vccp（接+5v或地）運(yùn)行模式mp/mc選擇的跳線、jtag接口等。另外板上還帶有1片64kb的sram，用作調(diào)試時(shí)的程序運(yùn)行空間。 2.2 采樣電路 采樣電路用來(lái)采集電機(jī)的轉(zhuǎn)角信息。這里，角度傳感器用無(wú)限旋轉(zhuǎn)式的滑動(dòng)變阻器。電位測(cè)量采用電阻橋方式。信號(hào)放大采用ti公司的ina321儀器放大器。采樣、放大電路如圖4所示。圖中，r1~r4取大電阻以降低測(cè)量電路的功耗，r5可以調(diào)節(jié)電阻橋使它達(dá)到平衡，r6用來(lái)微調(diào)放大器的放大倍數(shù)，s為角度傳感器。放大電路的放大倍數(shù)計(jì)算公式如下： a=5+5×（r6+r7）/r8 2.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 系統(tǒng)所使用的電機(jī)為普通的直流電機(jī)，并帶有減速器。電機(jī)參數(shù)為：額定電壓：5v。額定電流：80ma。額定轉(zhuǎn)速：60r/min。 lg9110電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路如圖5所示。 圖中inputa和inputb接到dsp
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低靜態(tài)電流：4OμA/通道,停機(jī)：(1μA； 高增益精度：G＝5,0.02％,2×10ˉ6/℃； 具有外部電阻的增益設(shè)置； 低失調(diào)電壓：±200μv％ 高共模抑制比：94dB； 低偏置電流：10pA； 帶寬：500kHz,G－5V/V； 軌至軌輸出擺動(dòng)：(V＋)－0.02V； 寬溫度范圍：－55～＋125℃； 單路版本采用8引腳MSOP封裝,雙路版本采用14引腳TSSOP封裝
相關(guān)元件pdf下載：ina321 ina322 ina321／322系列產(chǎn)品是rail-rail輸出、微功率cmos儀表放大器，可單電源工作，也可以雙電源工作。ina321／322系列產(chǎn)品提供差動(dòng)信號(hào)消耗電流僅40μa的微功率、低價(jià)格、低噪聲儀表放大器，關(guān)閉時(shí)靜態(tài)電流小于1μa，可在毫微秒內(nèi)從關(guān)閉狀態(tài)返回標(biāo)準(zhǔn)工作狀態(tài)，其關(guān)閉特性是低功率電池和多路技術(shù)應(yīng)用的最佳選擇。ina321／322內(nèi)部設(shè)定增益為5，用戶也可用外部電阻靈活地設(shè)定所需增益。ina321／322在整個(gè)頻率范圍內(nèi)減小共模干擾和高共模抑制比(可達(dá)3khz)，線路噪聲和線路諧波被抑制。ina321／322的低功率設(shè)計(jì)很好地解決了帶寬和轉(zhuǎn)換速率問題，可理想地應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)取樣模-數(shù)(a／d)轉(zhuǎn)換器，也可當(dāng)作通用型儀表放大器使用。ina321／322具有高精度、低價(jià)格和小封裝，優(yōu)越的設(shè)計(jì)提供了工作性能的穩(wěn)定性，可用于工業(yè)傳感放大(電橋、熱敏電阻、rtd、位置等)、醫(yī)療設(shè)備(ecg、eeg、 emg放大)、驅(qū)動(dòng)a／d變換、具有增益的差動(dòng)線接收器、場(chǎng)效計(jì)、個(gè)人計(jì)算機(jī)儲(chǔ)蓄卡、通信、測(cè)試設(shè)備、自動(dòng)化儀表等。ina2321和in
ina321／322系列產(chǎn)品是rail-rail輸出、微功率cmos儀表放大器，可單電源工作，也可以雙電源工作。ina321／322系列產(chǎn)品提供差動(dòng)信號(hào)消耗電流僅40μa的微功率、低價(jià)格、低噪聲儀表放大器，關(guān)閉時(shí)靜態(tài)電流小于1μa，可在毫微秒內(nèi)從關(guān)閉狀態(tài)返回標(biāo)準(zhǔn)工作狀態(tài)，其關(guān)閉特性是低功率電池和多路技術(shù)應(yīng)用的最佳選擇。ina321／322內(nèi)部設(shè)定增益為5，用戶也可用外部電阻靈活地設(shè)定所需增益。ina321／322在整個(gè)頻率范圍內(nèi)減小共模干擾和高共模抑制比（可達(dá)3khz），線路噪聲和線路諧波被抑制。ina321／322的低功率設(shè)計(jì)很好地解決了帶寬和轉(zhuǎn)換速率問題，可理想地應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)取樣模-數(shù)（a／d）轉(zhuǎn)換器，也可當(dāng)作通用型儀表放大器使用。ina321／322具有高精度、低價(jià)格和小封裝，優(yōu)越的設(shè)計(jì)提供了工作性能的穩(wěn)定性，可用于工業(yè)傳感放大（電橋、熱敏電阻、rtd、位置等）、醫(yī)療設(shè)備（ecg、eeg、 emg放大）、驅(qū)動(dòng)a／d變換、具有增益的差動(dòng)線接收器、場(chǎng)效計(jì)、個(gè)人計(jì)算機(jī)儲(chǔ)蓄卡、通信、測(cè)試設(shè)備、自動(dòng)化儀表等。ina2321和ina2322分別為ina321和ina322的雙配置。ina321／322
相關(guān)元件pdf下載：ina321 ina322 opa336 如圖所示為由ina321／322構(gòu)成的低成本、精度適中的心電圖機(jī)ecg放大電路。來(lái)自于病人左右手臂的信號(hào)輸入ina321／322，經(jīng)ina321／322放大后輸出到運(yùn)放opa336，由opa336反相放大100倍后產(chǎn)生輸出電壓voutput。共模電壓設(shè)置由2mω電阻完成。vr給opa336反相放大提供偏置電壓，使輸出電壓以此偏置電壓為工作點(diǎn)變化。同理，由另一個(gè)opa336構(gòu)成反饋，加到ina321／322的ref端作為偏置電壓，使ina321／322 6腳的輸出電壓以此偏置電壓為丁作點(diǎn)變化。一個(gè)opa336則作為電壓跟隨器，用于右腿驅(qū)動(dòng)。對(duì)于不同的應(yīng)用場(chǎng)合的濾波器要求，可以改變輸出端電容值來(lái)滿足。
相關(guān)元件pdf下載：ina321 ads7818 ads7822 如圖所示為由ina321／322構(gòu)成的直接驅(qū)動(dòng)電容性輸入的a／d變換器。由于ina321／322輸出為低阻，因此在高頻工作時(shí)可以直接驅(qū)動(dòng)電容性負(fù)載。輸入電壓經(jīng)過(guò)ina321／322放大輸出，直接送到12位高速低功耗采樣a／d轉(zhuǎn)換器ads7818或ads7822。ads7818或ads7822內(nèi)部輸入端為電容陣列(cdac)數(shù)模轉(zhuǎn)換，即為電容性輸入，a／d轉(zhuǎn)換器將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為12位的數(shù)字信號(hào)輸出。
相關(guān)元件pdf下載：opa340 ina321 ina322 如圖所示為由opa340構(gòu)成的ina321／322輸出緩沖電路。ina321／322最佳的負(fù)載阻抗為10kω或更大。當(dāng)負(fù)載阻抗降低時(shí)，輸出電流將加大。用運(yùn)放opa340構(gòu)成電壓跟隨器作為輸出緩沖電路，用于增大ina321／322的輸出驅(qū)動(dòng)能力。opa340輸出電壓最大擺幅低于電源電壓50mv，能夠驅(qū)動(dòng)低至600ω負(fù)載。
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