一種低噪聲便攜式的心電監(jiān)測儀設(shè)計

高通濾波器的傳遞函數(shù)：

各電阻電容值的選取，除了能夠濾波以外還具有放大作用。以上全部電路所用的放大器均是TI公司的OPA2137。
圖6是Matlab的濾波仿真結(jié)果，從圖中可以看出，信號在50 Hz處被很好地抑制了，濾波的效果非常理想，完全可以達到臨床實用的要求。

濾波器對最終信號的質(zhì)量尤為重要，由于濾波器的性能對元器件的誤差相當(dāng)靈敏，因此在這一級的設(shè)計中需要選用穩(wěn)定而精密的阻容原件，可串聯(lián)精密電位器以獲得較好的效果。

3 結(jié) 語
電路中各濾波器的性能與濾波器的參數(shù)有直接關(guān)系，需經(jīng)過正確計算。陷波器雙T型網(wǎng)絡(luò)中的電阻和電容需要精確匹配，以保證雙T網(wǎng)絡(luò)的對稱，否則陷波深度會受影響。變阻器如何調(diào)節(jié)將會影響波形的好壞，可在實驗中調(diào)試得出。
圖7是實際電路測試的結(jié)果(縱坐標(biāo)為μV)，可以看到該電路較好地完成了對心電的降噪。當(dāng)然，在降噪過程中還可以增加屏蔽技術(shù)，以進一步減少外部信號的干擾。帶通濾波器還可以設(shè)計成只帶一個放大器的濾波器，使電路更為簡單，但是精確率可能會降低。

要想獲得清晰穩(wěn)定的心電信號，心電放大器中前置放大器與濾波器的設(shè)計很關(guān)鍵，特別是50 Hz的帶阻濾波器尤其重要。本文設(shè)計的以AD620型運放構(gòu)成的心電放大器可實現(xiàn)輸出電壓高增益、低噪聲、高靈敏度，保證心電信號清晰穩(wěn)定，按上述設(shè)計制作出的監(jiān)護儀體積小、耗電少、攜帶方便、工作正常。經(jīng)實測輸出心電波形基本無失真，P波、T波都能得到真實顯示。特別是該電路抗50 Hz陷波性能好，信號中基本看不到寄生工頻干擾。電路穩(wěn)定性好，即使電極脫落，基線亦無明顯漂移。滿足家居監(jiān)護以及病理分析的要求。
作為便攜式監(jiān)護儀器，硬件結(jié)構(gòu)簡單、體積便于攜帶是其自身固有的特點。本文針對這些特點，心電信號采集存儲和數(shù)據(jù)處理從節(jié)省電能和成本方面考慮采用MSP430單片機。為使濾波函數(shù)得以更好地實現(xiàn)，可采用具有運算速度快和浮點運算優(yōu)點的DSP芯片進行改進，使采集的信號失真更小，保真度更高，對ECG信號的采集準(zhǔn)確率大大提高，但DSP昂貴的價格會使成本提高。