基于右腿驱动技术的脑电信号放大器的设计

设计了高性能的脑电信号(EEG)放大器,将差分放大电路、右腿驱动电路应用于放大器的前置部分,有效消除共模信号干扰,通过前置放大器和两级后级放大器将EEG信号放大,通过设计并合理安置多个低通滤波器和50Hz陷波器,有效消除EEG信号中的高频干扰和工频干扰,在非屏蔽室的条件下能够有效检测到EEG信号.测试结果表明,放大器各个部分性能指标已达到设计要求,同时在测试者头皮采集到了实际的EEG信号,证明了设计的有效性.

心电图机XD-104B输入电路、右腿驱动电路的分析与设计

介绍了心电图机中输入电路、右腿驱动电路，并对该两种电路的设计进行了分析。

利用右腿驱动技术的心电信号模拟前端设计

在非屏蔽室条件下,心电信号检测是在强共模干扰下的微弱信号检测过程,为提高心电信号的检测效果,常采用右腿驱动电路来抑制电路的工模干扰.设计了一种高性能的心电信号检测放大器,将可编程增益放大电路及右腿驱动电路结合应用于模拟前端部分.可编程增益放大器采用AB类缓冲器结构,用于将心电信号检测信号放大,其可编程放大倍数为1,2,3,4,6,8,12,其共模抑制比可达129dB,有效消除了共模干扰.

生物电采集中右腿驱动电路参数的确定

目的右腿驱动(driven-right-leg,DRL)电路是生物电采集中降低共模电压的重要方法,但是DRL电路的参数选取尚有分歧,本文探讨了DRL电路中主要参数的选取问题。方法首先通过研究DRL电路抑制50 Hz共模电压的动态过程,给出了DRL电路主要参数选取的合理建议,并用一组参数进行了实验测试。结果本文建议的DRL电路参数可以在确保人体安全的前提下将共模干扰电压降至最低。结论 DRL电路参数的确定,对在生物电采集中使用DRL电路具有重要作用。

基于ADS1298的新型脑电信号采集前端设计

以ADS1298转换器为基础,通过将高精度模数转换与数字降噪处理技术结合来简化信号调理硬件电路设计,利用芯片内部集成的右腿驱动模块设计了右腿驱动信号电路,实现一种精度高、体积小、低功耗的多通道脑电信号采集前端,并讨论了实现更多通道脑电信号采集的多芯片级联技术,可广泛应用于便携式多通道脑电信号采集设备。

基于阻抗匹配与相位补偿的心电检测工频抑制

为有效抑制影响电生理信号检测质量的工频干扰,以心电检测为例,提出了皮肤电极阻抗自动匹配与右腿驱动信号的相位补偿相结合的新方法.其技术流程为:先通过皮肤电极阻抗自动补偿电路,采用逐次逼近优化算法实现阻抗自动平衡;再对右腿驱动放大电路的输出信号进行模数转换和滤波网络反馈处理以补偿其相位.实验证明,皮肤电极阻抗补偿可以将工频干扰降至2/3;改进右腿驱动电路后可将干扰进一步降至1/2.两者结合可将心电信号中工频干扰最终降至1/3.

可穿戴式多功能生理信号采集系统设计与开发

设计一款可穿戴式多功能化的生理信号采集设备,以ADS1299为基础,其具有采集精度高,体积小,功耗低等特点。利用芯片内部的集成右腿驱动电路模块设计外围右腿驱动电路;同时使用ADS1299内部偏置放大器和预处理电路来消除共模干扰;针对不同的生理电信号采用不同的预处理电路模块,能较好地提取出不同的生理电信号,具有很强的抗干扰能力和实用性。

心电信号采集电路的设计

心电信号是人类最早研究生物电信号之一,并较早的应用到医学临床。本文根据心电信号的低频率、低幅值和人体高阻抗等特点,设计了一个用于心电信号采集的电路。该电路主要由传感器电极、右腿驱动电路、前置放大电路、低通滤波电路、高通滤波电路、50Hz陷波电路以及后置放大电路组成。该电路较好的降低了共模信号的干扰以及工频干扰,可以采集到较好的心电信号。

基于FPGA与千兆网的多通道高精度脑电采集与传输系统设计

目的:针对现有脑电采集系统受限于传输速率低而导致的采集通道数少、采样频率及有效位低等问题,设计一种多通道高性能脑电信号采集与传输系统。方法:该系统在传统"右腿"驱动放大链路中,加入基于RC零极点补偿技术的前馈电路,提高整体链路的环路稳定性;基于高速现场可编程门阵列芯片(field programmable gate array,FPGA)与4片DDR3,设计了2条实时并行处理的"乒乓"交替数据吞吐机制,以提升系统可承载的实时采集通道数。结果:该系统增加了前端模拟链路的相位裕度、增益、稳定性及工频抑制能力,实现了吞吐率达千兆比特的数据整合与高效传输,大幅提高了系统所能承载的通道数量、采样频率及有效位。最终系统实现性能指标为:链路共模抑制比130 dB,有效位24 bit,单通道采样频率500 kHz,传输速率3.125 Gbit/s。结论:该系统可承载256通道大规模采集,尤其可为在非开颅情况下脑部病灶的精确定位诊断提供一套解决方案,为生物学及脑机接口等前沿研究提供有力支撑。

眼电信号采集放大电路的设计与实现

设计一款针对眼电信号的采集与放大电路,详细阐述了包括供电电路、前置放大电路、右腿驱动电路以及后级放大电路在内的各部分电路的设计思路,同时介绍了采集眼电信号的导联方式及屏蔽保护方法。实验测试结果表明,该眼电信号采集放大电路可以较准确地得到人眼运动所产生的生物电信号,通过此信号可以反映出眼部的运动情况。若后续加以识别算法处理,便可利用此信号对相关设备进行控制等操作。

一种新型脑电信号的采集方法和应用

基于脑电信号控制假手的研究,分析了脑电信号和假手运动之间的联系,得出脑电控制假手的可行性结论。为获得人体脑电信息,提出了一种完整的从头皮电极到ADC的脑电信号调理电路。此放大电路输入阻抗高(1011Ω)、噪声低、共模抑制比高(KCMRR≥90 dB)、体积小,便于携带,满足脑电假手的使用要求。

心电模拟波形发生系统的设计

以32位低功耗的ARM9微处理器为核心,移植了嵌入式Linux操作系统设计的一个心电模拟波形发生系统,实现了心电信号的实时采集和波形显示功能。Qt是KDE等项目使用的GUI支持库,所以许多基于Qt的X Window程序也可以非常方便地移植到Qt/Embedded版本上,因此系统采用Qt进行软件界面的开发。该系统设计主要包括ARM9处理器、信号采集模块、D/A转换模块、右腿驱动、低通滤波等模块。采用嵌入式Linux操作系统作为软件开发平台,充分利用ARM9的高效性和低功耗性能,很好地模拟正常的人体除颤的过程,并且能够模拟34种常见的异常心电波形,输出波形都达到了医学相关要求。

基于蓝牙的便携式心电监护系统的设计

介绍了一种基于蓝牙的便携式三导联心电监护系统的设计。该系统以MSP430FG439微处理器为核心控制芯片,采用高精度的仪表放大器INA321为前置放大,后级放大采用4运放OPA4336,无线收发功能采用国春电器的蓝牙模块GC—02实现,通过合理设计右腿驱动电路,可以有效抑制共模干扰。上位机在VC++6.0的环境中采用MFC编程,实现三导联数据同时显示以及心率的计算、显示。该系统可以实时监测人体的心电信号,共模抑制比高,功耗低,成本小。

非接触电极的便携式心电测量系统

心脏病是威胁人类健康的主要疾病,心电图是诊断心脏疾病的重要工具。针对传统心电测量设备的不足,设计了一种非接触心电测量系统,基于耦合电容原理设计了一种非接触电极,电极通过电容耦合方式采集心电信号并经过放大、右腿驱动、滤波处理后由单片机完成A/D转换,由蓝牙模块将心电数据发送到手机终端进行数据分析及显示,同时终端可将测量结果发送到服务器,供使用者或医生进行健康监测。测量结果表明,利用非接触电极可精确采集心电信号,并在终端进行心电关键参数提取。

128道心外膜电位标测系统的前置放大模块的设计

心电标测是心脏电生理机理研究的主要方法,也是临床精密诊断和对心律失常病灶进行精确定位的重要手段,特别适用于房颤等复杂心律失常电生理机制的研究。该文主要介绍了心外膜电位标测系统中的前置放大模块的设计,并根据实际需要,增加了右腿驱动电路。通过人体与动物实验检测,应用右腿驱动电路后均能得到清楚的心电波形。

全定制心电采集的模拟集成电路设计

设计和实现了一种应用于健康监测设备的采集心电信号的模拟集成电路(IC)。该电路系统包括集成了右腿驱动电路的仪表放大器,二阶有源低通滤波器,第二级放大电路,高电源抑制比(PSRR)的低压差线性稳压电源(LDO)以及导联脱落检测电路。与其他已有的方案相比,该全定制模拟集成电路系统集成了工业级应用所需要的全部功能,并且表现出更好的共模抑制和电源抑制性能。芯片采用SMIC0.18μmCMOS工艺流片,且已完成测试,通过电极成功采集到人体心电信号。测试结果表明,该模拟IC实现了在0.5~100Hz带宽内51dB的增益,系统的共模抑制比和电源抑制比为75dB和90dB。在2.9V^5.5V电源电压下正常工作时,芯片消耗190μA的电流。

便携式心电监护仪中信号采集电路的设计

本文介绍了一种便携式心电监护系统中信号采集电路的设计。该信号采集电路具有采集心电信号和检测R波等功能。采用AD620作为放大器核心元件,使系统具有低噪音、低漂移和高信噪比等优点,而且成本低廉,体积小,使用方便。

C8051F020单片机心电信号放大器设计

针对心电信号具有生物电信号的微弱性、易受干扰等特性，本文介绍了一种高性能的放大电路，将差分放大电路、右腿驱动电路、双T型有源带阻滤波器及C8051F020单片机资源综合应用于该设计中，在节省了成本的同时，有效消除各种干扰，使微弱的心电信号得到充分的放大，以利于医学分析与研究。

基于淘晶驰串口屏的心电图监护设计

根据心电信号的特点,设计了一个ECG放大器,体表心电信号前置放大由INA121组成,再经轨至轨运放LMV358进行后续的放大和滤波,INA121取出的共模信号送至由LM324组成的右腿驱动电路,以消除共模信号。单片机为深圳宏晶新一代自带ADC的STA8G1K08A-8PIN,处理完成的心电信号通过串口发送至淘晶驰串口屏显示。最后用实验验证了电路及其分析的正确性。

2019 APEMC国际学术研讨会——最佳文章(四)

Circuit Design for Common-mode Noise Rejection in Biosignal Acquisition Based on Imbalance Cancellation of Electrode Contact Resistance摘要:共模(CM)噪声是生物信号检测系统的主要干扰噪声,很难通过无源滤波模块消除。常规方法是采用右腿驱动(DRL)电路来抑制共模噪声。本文提出了一种新颖的生物信号采集电路,该电路能消除检测电极接触电阻之间的不平衡问题。