CN102451004A - 表面肌电信号数字传感器 - Google Patents
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Abstract
表面肌电信号数字传感器，本发明涉及一种一维电压时间序列信号，本发明就提供一种SEMG的空间分辨率相对较高，探测空间大，重复性好的表面肌电信号数字传感器。本发明包括电极、放大电路、滤波电路、A/D转换，其结构要点在于在两个电极中间插入一个参考电极，以利于降低噪声，提高对共模信号的抑制能力。
Description
技术领域：
本发明涉及一种一维电压时间序列信号，尤其涉及一种表面肌电信号数字传感器。
背景技术：
表面肌电信号是神经肌肉系统在进行随意性和非随意性活动时的生物电变化经表面电极引导、放大、显示和记录所获得的一维电压时间序列信号，其振幅约为0-5000μV，频率0-1000Hz，信号形态具有较强的随机性和不稳定性，传统的针式肌电图SEMG的空间分辨率相对较低，探测空间较小，重复性差。
发明内容：
本发明就是针对上述问题，提供一种SEMG的空间分辨率相对较高，探测空间大，重复性好的表面肌电信号数字传感器。
为达到以上目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括电极、放大电路、滤波电路、A/D转换，其结构要点在于在两个电极中间插入一个参考电极，以利于降低噪声，提高对共模信号的抑制能力。
发明的有益效果：
表面肌电信号非常微弱，先要对微弱信号进行放大，才能达到AD采集单元的要求，而且由于人体是一导电体，工频干扰及体外的电场、磁场感应都会在人体内形成测量噪声，干扰肌电信息的检测，严重影响了测量系统的工作和有用信号的正确测量。本发明根据表面肌电信号产生特点和采集技术的基本要求，设计了表面肌电信号数字传感器，取得了良好的试验效果。
附图说明：
图1是滤波电路图。
具体实施方式：
本发明包括电极、放大电路、滤波电路、A/D转换，在两个电极中间插入一个参考电极，以利于降低噪声，提高对共模信号的抑制能力。
肌电信号由两个电极来检测，两个输入信号“相减”，去掉相同的“共模”成份，放大不同的“差模”成份，噪声离检测点远，在检测点上将表现为“共模”信号；而检测表面附近的信号表现为不同，将被放大；相对远处的电力线噪声将被消除，而相对比较近处的肌电信号将被放大，其准确性由共模抑制比(CMRR)来衡量。
设计的肌电信号采集电路要求具有高增益、高输入阻抗、高共摸抑制比(CMRR)、低零漂、低失调、低功耗、尤其是低的1/f噪声电压，选用同相并联差动三运放仪表放大器INA128PA为核心器件搭建了前置放大电路。
空间的电磁场通过检测设备中的电极连线、印刷电路板上的连线、器件引脚或器件本身感应为相应频率成分的电流，成为噪声混入肌电信号；由直流电源引入检测设备中，为有源器件供电的直流电源通常都是由工频交流电源变压、整流、稳压；直流稳压电源不可能达到理想的滤波效果，以纹波形式存在的工频(或其谐波)电流会通过电源引入到放大电路中；由受试者身体引入，暴露于空间电磁场中的受试者身体同样会感应电磁场而产生感应电流，受试者身体所感应的工频电流通过检测电极，与生物电信号一起加到放大器输入端，形成工频干扰。
ADC0832使用采样-数据-比较器的结构，采用逐次逼近方式进行转换，根据多路器的软件配置，单端输入方式下，要转换的输入电压连到一个输入端和地端；差分输入方式下，要转换的输入电压连到一个输入端和另一输入端；ADC0832的两输入可以分配为正极或负极，可以由多路器进行软件配置；但是要注意的是，当连到分配为端的输入电压低于分配为负端的输入电压时，转换结果为全0，通过和控制处理器相连的串行数据链路传送控制命令，用软件对通道选择和输入端的配置，串行通信格式在不增加封装大小的情况下，可以在转换器中包含更多的功能；另外，可把转换器和模拟传感器放在一起，和远端的控制处理器串行通信，而不是进行低电平的模拟信号的远程传送。这样的处理使返回到处理器的是无噪声的数字数据，避免了模拟信号远传的干扰。
Claims (4)
1.表面肌电信号数字传感器，包括电极、放大电路、滤波电路、A/D转换，其特征在于在两个电极中间插入一个参考电极，以利于降低噪声，提高对共模信号的抑制能力。
2.根据权利要求1所述表面肌电信号数字传感器，其特征在于肌电信号由两个电极来检测，两个输入信号“相减”，去掉相同的“共模”成份，放大不同的“差模”成份。
3.根据权利要求1所述表面肌电信号数字传感器，其特征在于空间的电磁场通过检测设备中的电极连线、印刷电路板上的连线、器件引脚或器件本身感应为相应频率成分的电流。
4.根据权利要求1所述表面肌电信号数字传感器，其特征在于根据多路器的软件配置，单端输入方式下，要转换的输入电压连到一个输入端和地端；差分输入方式下，要转换的输入电压连到一个输入端和另一输入端。
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| Publication Number | Publication Date |
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| CN102451004A true CN102451004A (zh) | 2012-05-16 |
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ID=46034958
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105426696A (zh) * | 2015-12-24 | 2016-03-23 | 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 | 一种多节点帕金森病症状定量评估系统和方法 |
| CN105982665A (zh) * | 2015-02-12 | 2016-10-05 | 中国科学院上海高等研究院 | 一种从人耳耳道采集脑电波信号的方法 |
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- 2010-10-20 CN CN2010105122948A patent/CN102451004A/zh active Pending
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| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120516 |