便攜式心電圖采集與控制系統(tǒng)

　　在主放大器部分，通過調(diào)整電位器的阻值 RP1來設(shè)置整個心電放大電路的總增益。主放大器采用低功耗低噪聲的運算放大器TLC225。50Hz頻率陷波部分主要用來濾除以差模信號方式進入電路的工頻干擾。電平提升部分用來把雙極性信號轉(zhuǎn)化為單極性信號，以便可直接送入AIN0。

　　硬件設(shè)計

　　硬件平臺

　　負壓產(chǎn)生電路

　　由于心電圖原始數(shù)據(jù)處理中數(shù)據(jù)放大和濾波電路中OPA4277、AD620和TLC2254芯片需要用到負壓，故此在電路中加入負壓產(chǎn)生電路，主要應(yīng)用電壓轉(zhuǎn)換芯片MC34063通過起振產(chǎn)生-12V的負壓，之后再進行分壓得到芯片要求的-5V電壓。

　　信號前置放大電路

　　前置放大電路的組成和電路圖如圖3所示。前置放大電路由輸入跟隨器、儀用放大器和右腿浮地驅(qū)動等三部分組成。

　　(1)輸入跟隨器：提高輸入阻抗、獲取更多的心電信號，采用高精度運算放大器OPA4277，具有超低失調(diào)電壓l0 V，超低失調(diào)偏移±0.1V，偏置電流最大為l nA。

　　(2)儀用放大器：根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求采用高精度儀用放大器AD620，輸入失調(diào)最大為50mV，輸入失調(diào)漂移為0.6mV/攝氏度，共模抑制比為120dB(G=10)。該放大器增益范圍為1~10000，其放大增益關(guān)系式為：

　　G=1+49.4k/Rg

　　當G=10時，Rg為5.489k，取近似值5.5k。

　　(3)右腿浮地驅(qū)動：把混雜在原始心電信號中的共模噪聲提取出來，經(jīng)過一級反相放大后，再返回到人體，相互疊加，以減少人體共模干擾的絕對值，提高信噪比，主要應(yīng)用高精度運算放大器OPA4277。

　　高通與低通濾波電路

　　由于心電信號屬于低頻信號，為了去掉高頻干擾，還須通過低通濾波。低通濾波器采用歸一化設(shè)計的四階低通濾波，截止頻率為100 Hz，在頻率轉(zhuǎn)折處有足夠的陡度，避免高頻信號的干擾?？紤]到元件的誤差，設(shè)定截止頻率為110Hz。低通和高通濾波電路如圖4所示，放大器采用低功耗低噪聲的運算放大器TLC2254。每通道供電電流為35mA。

　　主放、50Hz工頻陷波和電平提升

　　主放電路圖通過調(diào)整電位器的阻值PI來設(shè)置整個心電放大電路的總增益。主放大器采用低功耗低噪聲的運算放大器TLC2254。