脈搏與心電信號(hào)采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)Multisim電路設(shè)計(jì)仿真

脈搏與心電信號(hào)采集與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)脈搏或心電信號(hào)放大器增益：60dB～70dB～80dB三檔可調(diào)帶寬：0.01HZ～200HZ，可插入50HZ陷波器2.設(shè)計(jì)測(cè)量和顯示心率的數(shù)字電路（用七段數(shù)碼管）3.設(shè)計(jì)心率越限報(bào)警電話（報(bào)警范圍為），報(bào)警方式，喇叭或蜂鳴器鳴叫，屏幕顯示。4.完成模擬電路和數(shù)字電路的仿真和虛擬實(shí)驗(yàn)。5.完成印刷板設(shè)計(jì)。6.基本框圖脈搏與心電信號(hào)采集與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)心電信號(hào)采集電路（模擬電路部分）1、查閱資料可知人體心電信號(hào)有如下的特點(diǎn)(1)信號(hào)具有近場(chǎng)檢測(cè)的特點(diǎn)，離開(kāi)人體表微小的距離，就基本上檢測(cè)不到信號(hào)；(2)心電信號(hào)通常比較微弱，至多為mV量級(jí)；(3)屬低頻信號(hào)，且能量主要在幾百赫茲以下；(4)干擾特別強(qiáng)。干擾既來(lái)自生物體內(nèi)，如肌電干擾、呼吸干擾等；也來(lái)自生物體外，如工頻干擾、信號(hào)拾取時(shí)因不良接地等引入的其他外來(lái)串?dāng)_等；(5)干擾信號(hào)與心電信號(hào)本身頻帶重疊(如工頻干擾等)。2心電信號(hào)采集放大器電路設(shè)計(jì)要求增益：60dB～70dB～80dB三檔可調(diào)（即放大倍數(shù)為1000~3160~10000）帶寬：0.01HZ～200HZ，可插入50HZ陷波器分析：根據(jù)要求，放大倍數(shù)為1000~3160~10000，故采用二級(jí)放大。其中前級(jí)放大增益三檔可調(diào)，分別為10、31、100倍。后級(jí)放大器為100倍。前級(jí)放大器設(shè)計(jì)a、放大器AD620構(gòu)成的電路由于人體心電信號(hào)的特點(diǎn)，加上背景噪聲較強(qiáng)，采集信號(hào)時(shí)電極與皮膚間的阻抗大且變化范圍也較大，這就對(duì)前級(jí)(第一級(jí))放大電路提出了較高的要求，即要求前級(jí)放大電路應(yīng)滿足以下要求：高輸入阻抗；高共模抑制比；低噪聲、低漂移、非線性度?。缓线m的頻帶和動(dòng)態(tài)范圍。為此，選用Analog公司的儀用放大器AD620作為前級(jí)放大(預(yù)放)。AD620的核心是三運(yùn)放電路(相當(dāng)于集成了三個(gè)OP07運(yùn)放)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。該放大器有較高的共模抑制比(CMRR)，溫度穩(wěn)定性好，放大頻帶寬，噪聲系數(shù)小且具有調(diào)節(jié)方便的特點(diǎn)，是生物醫(yī)學(xué)信號(hào)放大的理想選擇。根據(jù)小信號(hào)放大器的設(shè)計(jì)原則，前級(jí)的增益不能設(shè)置太高，因?yàn)榍凹?jí)增益過(guò)高將不利于后續(xù)電路對(duì)噪聲的處理。b補(bǔ)償電路(抵消人體信號(hào)源中的各種噪聲)引入補(bǔ)償電路，是為了抵消人體信號(hào)源中的干擾(包括工頻干擾)。在前級(jí)放大電路的反饋端與信號(hào)源地端建立共模負(fù)反饋，為提高電路的反饋深度，將反饋信號(hào)放大后(采用OP07)接人信號(hào)源參考端，這樣可以最大限度地抵消工頻干擾。根據(jù)上面的分析，前級(jí)放大電路設(shè)計(jì)，如下，并先運(yùn)用Multisim仿真。根據(jù)AD620AN的放大倍數(shù)計(jì)算公式得三個(gè)控制開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)1、開(kāi)關(guān)2、開(kāi)關(guān)3所控制的放大倍數(shù)分別為：10/31/100倍。2-2后級(jí)放大器設(shè)計(jì)采用OP07AH放大器放大倍數(shù)：A2=1+R6/R5=101倍2-3高通濾波器：在電路部分加上高通濾波環(huán)節(jié)，隔斷直流通路和消除基線漂移，本部分電路置于預(yù)放大與信號(hào)放大電路之間。放大器設(shè)計(jì)總圖如下所示，開(kāi)關(guān)1打開(kāi)，即放大1000倍時(shí)波形圖即幅度數(shù)據(jù)：開(kāi)關(guān)2打開(kāi)，即放大3000倍，仿真如下：開(kāi)關(guān)3打開(kāi)，即放大10000倍時(shí)，仿真如下：3、50HZ陷波器設(shè)計(jì)電路圖Multisin仿真電路，調(diào)解滑