CN101904744A - 肌电诱发电位图仪抗干扰电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种肌电诱发电位图仪抗干扰电路；包括瞬态电压保护电路、高频干扰滤波、双路对称前置放大器、高通滤波、程控仪表差模放大电路、程控高通滤波、程控放大电路、程控低通滤波、抗混叠滤波、可选择工频陷波和AD转换电路到单片机；单片机还控制连接视觉刺激器、声音刺激器、闪光刺激器以及电流刺激器，所述视觉刺激器与单片机之间采用了数字隔离，所述电流刺激器与单片机之间采用了光电隔离。本发明的有益效果是：该电路采用人性化设计理念，计算机系统控制视觉刺激器、声音刺激器、闪光刺激器以及电流刺激器刺激检测对象的检测部位，内置多级放大和多级滤波，应用隔离技术，有效地抑制共模干扰，提高肌电诱发电位图仪的抗干扰能力以及测量精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种肌电诱发电位图仪抗干扰电路；该电路采用人性化设计理念，操作简单，计算机系统控制视觉刺激器、声音刺激器、闪光刺激器以及电流刺激器刺激检测对象的检测部位，提高肌电诱发电位图仪的抗干扰能力以及测量精度。
背景技术
肌电诱发电位图仪是一种连续监测患者肌肉、神经电波的医学仪器，已成为医院中肌肉和神经疾病检查的常规配置设备，用于确定周围神经肌肉系统和中枢神经系统的功能状态及可疑病变，检出亚临床病灶，对病损精确定位。临床上广泛应用于神经内外科、手外科、骨科、法医鉴定等科室。目前国内产品大都是体积庞大、操作复杂缺乏人性化设计理念不便于医生对患者进行检测。抗干扰能力不强，检测的信号容易受到干扰，以至于医生很难把握病情状况，耽误患者的诊治时间。
发明内容
本发明提供一种肌电诱发电位图仪抗干扰电路，该电路采用人性化设计理念，改善了肌电诱发电位图仪使用的限制，操作简单；内置多级放大和多级滤波，应用隔离技术，有效地抑制共模干扰，提高肌电诱发电位图仪的抗干扰能力以及测量精度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：肌电诱发电位图仪抗干扰电路，包括信号处理芯片和顺序连接的程控差模仪表放大电路、程控高通滤波电路、程控放大电路、程控低通滤波电路、程控抗混叠滤波电路、所述的信号处理芯片控制连接程控差模仪表放大电路、程控高通滤波电路、程控放大电路、程控低通滤波电路、程控抗混叠滤波电路，信号处理芯片还控制连接视觉刺激器、声音刺激器、闪光刺激器以及电流刺激器，视觉刺激器和电流刺激器与信号处理芯片之间设置有信号隔离电路；其中，所述程控差模仪表放大电路在集成仪表放大器的输入端接入了直流干扰信号隔离电路，在集成仪表放大器的放大倍数控制端接入了差模放大倍数控制电路；所述程控高通滤波电路和程控低通滤波电路分别是多路选一滤波通道电路；所述程控放大电路输入端接入了程控放大倍数控制电路；所述程控抗混叠滤波电路包括频率可选放大电路和跟随滤波器，频率可选放大电路输出连接跟随滤波器，在频率可选放大电路的输入端连接一个跟随器。
所述直流干扰信号隔离电路由电阻、电容和运算放大器组成，其中，电阻R1和R2串联，电阻R3和R4串联，电阻R1和R2串联节点接运算放大器正极输入，电阻R3和R4串联节点接运算放大器输出，运算放大器输出还通过电阻R5接模拟电源地，同时运算放大器输出连接运算放大器负极输入，电阻R1和电阻R3之间接连接电容C1，电阻R2和电阻R4之间连接电容C2，电阻R1和电容C1的节点连接信号输入正极，电阻R2和电容C2的节点连接信号输入负极，电阻R3和电容C1的节点连接仪表放大电路的负极输入，电阻R4和电容C2的节点连接仪表放大电路的正极输入。
所述差模放大倍数控制电路由电阻和双路控制开关组成三种放大倍数选择，在仪表放大电路的放大倍数控制端接入电阻R6、R7和R8，其中电阻R6和R7串接了双路控制开关，双路控制开关的控制端与信号处理芯片控制输出连接，所述的三种放大倍数分别是2.5倍、25倍和50倍。
多路选一滤波通道电路是由多通频率滤波器和八选一或四选一模拟开关组成，八选一或四选一模拟开关的控制端与信号处理芯片控制输出连接，所述高通滤波电路的多通频率滤波器包括有1Hz、2Hz、3Hz、5Hz、10Hz、20Hz、30Hz、50Hz、100Hz、200Hz、300Hz、500Hz、1KHz、2KHz、3KHz频率通道，所述低通滤波电路的多通频率滤波器包括有10Hz、20Hz、30Hz、50Hz、100Hz、200Hz、300Hz、500Hz、1KHz、2KHz、3KHz、5KHz、10KHz、20KHz频率通道。
所述程控放大倍数控制电路包括运算放大器和电阻组成三种放大倍数选择，所述运算放大器的放大倍数控制端分别连接电阻R9、R10和R11，其中电阻R10和R11分别串接一个场效应管，场效应管的控制极连接信号处理芯片，所述三种放大倍数分别是2倍、20倍和200倍。
所述集成仪表放大器型号是INA128芯片。
所述频率可选放大电路是型号为LTC1564CG的芯片。
本发明的有益效果是：
本发明改善肌电诱发电位图仪的抗干扰特性，体积小，操作简单，内置多级放大和多级滤波，应用隔离技术，有效地抑制共模干扰。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细的描述。
附图说明
图1为本发明电路逻辑框图；
图2为程控高通滤波电路；
图3为程控差模仪表放大电路图；
图4为程控放大电路图；
图5为程控抗混叠滤波电路。
具体实施方式
实施例:
肌电诱发电位图仪抗干扰电路实施例，参见图1至图5，所述电位图仪从信号输入端顺序连接的电路包括有：瞬态电压保护电路1、高频干扰滤波2、双路对称前置放大器3、高通滤波4、程控仪表差模放大电路5、程控高通滤波电路6、程控放大电路7、程控低通滤波电路8、抗混叠滤波电路9、可选择工频陷波电路10和AD转换电路11到信号处理芯片（单片机）12；在信号处理芯片上设置有USB接口电路，USB接口电路连接设有计算控制软件的计算机13；所述信号处理芯片还控制连接视觉刺激器14、闪光刺激器15、电流刺激器16以及声音刺激器17，上述电路都可以有成熟的已知电路，在实际的工作中，由于电流刺激器直接与测体接触，视觉刺激器会产生高频，都会对测量结果产生干扰，因此，在所述视觉刺激器和电流刺激器与信号处理芯片之间设置有信号隔离电路。
其中，所述的电流刺激器与信号处理芯片之间采用了光电隔离18。
所述的视觉刺激器与信号处理芯片之间采用了数字隔离19。
所述的光电隔离采用了型号为6N137器件。
所述的数字隔离采用了型号为ADUM2402器件。
通过置于被检查人员身体上的电极与电极针采集微弱的肌肉电信号。信号通过瞬态电压保护电路、高频干扰滤波、双路对称前置放大器、高通滤波、程控仪表差模放大电路、程控高通滤波电路、程控放大电路、程控低通滤波电路、抗混叠滤波电路、可选择工频陷波电路等处理，完成信号的放大、增益调整、50Hz陷波、抗混叠滤波、电阻测试等功能。处理后的信号经AD转换送入信号处理芯片，通过USB接口传送给电脑软件进行实时显示。
其中，所述程控差模仪表放大电路在集成仪表放大器（型号是INA128）的输入端接入了直流干扰信号隔离电路20，在集成仪表放大器放大倍数控制端接入了差模放大倍数控制电路21；所述程控高通滤波电路和程控低通滤波电路是多路选一滤波通道电路；所述程控放大电路输入端接入了程控放大倍数控制电路；所述程控抗混叠滤波电路包括频率可选放大电路22（型号是LTC1564CG）和跟随滤波器23，频率可选放大电路输出连接跟随滤波器，在频率可选放大电路的输入端连接一个跟随器24（型号是TLC2254CD），跟随器防止将携带的干扰信号放大，所述程序控制抗混叠部分的放大倍数和输入信号的滤波范围由程序控制部分直接控制实现。放大倍数是1倍至8倍，频率范围为 0到10KHz。之后信号通过跟随滤波器提高输出能力输入到下一级。
所述直流干扰信号隔离电路由电阻、电容和运算放大器组成，其中，电阻R1和R2串联，电阻R3和R4串联，电阻R1和R2串联节点接运算放大器正极输入，电阻R3和R4串联节点接运算放大器输出，运算放大器输出还通过电阻R5接模拟电源地，同时运算放大器输出连接运算放大器负极输入，电阻R1和电阻R3之间接连接电容C1，电阻R2和电阻R4之间连接电容C2，电阻R1和电容C1的节点连接信号输入正极，电阻R2和电容C2的节点连接信号输入负极，电阻R3和电容C1的节点连接仪表放大电路的负极输入，电阻R4和电容C2的节点连接仪表放大电路的正极输入。
所述差模放大倍数控制电路由电阻和双路控制开关组成三种放大倍数选择，在仪表放大电路的放大倍数控制端接入电阻R6、R7和R8，其中电阻R6和R7串接了双路控制开关25，双路控制开关的控制端与信号处理芯片控制输出连接，所述的三种放大倍数分别是2.5倍、25倍和50倍。
多路选一滤波通道电路是由多通频率滤波器和八选一或四选一模拟开关26组成，八选一或四选一模拟开关的控制端与信号处理芯片控制输出连接，所述高通滤波电路的多通频率滤波器包括有1Hz、2Hz、3Hz、5Hz、10Hz、20Hz、30Hz、50Hz、100Hz、200Hz、300Hz、500Hz、1KHz、2KHz、3KHz频率通道，所述低通滤波电路的多通频率滤波器包括有10Hz、20Hz、30Hz、50Hz、100Hz、200Hz、300Hz、500Hz、1KHz、2KHz、3KHz、5KHz、10KHz、20KHz频率通道。
所述程控放大倍数控制电路包括运算放大器和电阻组成三种放大倍数选择，所述运算放大器的放大倍数控制端分别连接电阻R8、R9和R10，其中电阻R9和R10分别串接一个场效应管，场效应管的控制极连接信号处理芯片，所述三种放大倍数分别是2倍、20倍和200倍。
所述集成仪表放大器型号是型号为INA128芯片。
所述频率可选放大电路是型号为LTC1564CG的芯片。
Claims (7)
1.肌电诱发电位图仪抗干扰电路，包括信号处理芯片和顺序连接的程控差模仪表放大电路、程控高通滤波电路、程控放大电路、程控低通滤波电路、程控抗混叠滤波电路、所述的信号处理芯片控制连接程控差模仪表放大电路、程控高通滤波电路、程控放大电路、程控低通滤波电路、程控抗混叠滤波电路，信号处理芯片还控制连接视觉刺激器、声音刺激器、闪光刺激器以及电流刺激器，视觉刺激器和电流刺激器与信号处理芯片之间设置有信号隔离电路；其特征在于，所述程控差模仪表放大电路在集成仪表放大器的输入端接入了直流干扰信号隔离电路，在集成仪表放大器的放大倍数控制端接入了差模放大倍数控制电路；所述程控高通滤波电路和程控低通滤波电路分别是多路选一滤波通道电路；所述程控放大电路输入端接入了程控放大倍数控制电路；所述程控抗混叠滤波电路包括频率可选放大电路和跟随滤波器，频率可选放大电路输出连接跟随滤波器，在频率可选放大电路的输入端连接一个跟随器。
2.根据权利要求1所述肌电诱发电位图仪抗干扰电路，其特征在于，所述直流干扰信号隔离电路由电阻、电容和运算放大器组成，其中，电阻R1和R2串联，电阻R3和R4串联，电阻R1和R2串联节点接运算放大器正极输入，电阻R3和R4串联节点接运算放大器输出，运算放大器输出还通过电阻R5接模拟电源地，同时运算放大器输出连接运算放大器负极输入，电阻R1和电阻R3之间接连接电容C1，电阻R2和电阻R4之间连接电容C2，电阻R1和电容C1的节点连接信号输入正极，电阻R2和电容C2的节点连接信号输入负极，电阻R3和电容C1的节点连接仪表放大电路的负极输入，电阻R4和电容C2的节点连接仪表放大电路的正极输入。
3.根据权利要求1所述肌电诱发电位图仪抗干扰电路，其特征在于，所述差模放大倍数控制电路由电阻和双路控制开关组成三种放大倍数选择，在仪表放大电路的放大倍数控制端接入电阻R6、R7和R8，其中电阻R6和R7串接了双路控制开关，双路控制开关的控制端与信号处理芯片控制输出连接，所述的三种放大倍数分别是2.5倍、25倍和50倍。
4.根据权利要求1所述肌电诱发电位图仪抗干扰电路，其特征在于，所述多路选一滤波通道电路是由多通频率滤波器和八选一或四选一模拟开关组成，八选一或四选一模拟开关的控制端与信号处理芯片控制输出连接，所述高通滤波电路的多通频率滤波器包括有1Hz、2Hz、3Hz、5Hz、10Hz、20Hz、30Hz、50Hz、100Hz、200Hz、300Hz、500Hz、1KHz、2KHz、3KHz频率通道，所述低通滤波电路的多通频率滤波器包括有10Hz、20Hz、30Hz、50Hz、100Hz、200Hz、300Hz、500Hz、1KHz、2KHz、3KHz、5KHz、10KHz、20KHz频率通道。
5.根据权利要求1所述肌电诱发电位图仪抗干扰电路，其特征在于，所述程控放大倍数控制电路包括运算放大器和电阻组成三种放大倍数选择，所述运算放大器的放大倍数控制端分别连接电阻R9、R10和R11，其中电阻R10和R11分别串接一个场效应管，场效应管的控制极连接信号处理芯片，所述三种放大倍数分别是2倍、20倍和200倍。
6.根据权利要求1所述肌电诱发电位图仪抗干扰电路，其特征在于，所述集成仪表放大器型号是INA128芯片。
7.根据权利要求1所述肌电诱发电位图仪抗干扰电路，其特征在于，所述频率可选放大电路是型号为LTC1564CG的芯片。
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