CN104467712A - 生物肌电数据采集系统的高精度后置放大滤波电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物肌电数据采集系统的高精度后置放大滤波电路，包括第一放大器～第五放大器、第一电阻～第十二电阻、第一电容～第四电容和双路四通道模拟开关，其中，第一放大器～第三放大器、第一电阻～第七电阻、第一电容和第二电容共同组成第一级放大电路，第四放大器、第五放大器、双路四通道模拟开关、第八电阻～第十二电阻、第三电容和第四电容共同组成包括滤波电路的第二级放大电路，第二级放大电路是一个高输入阻抗的双端输入、单端输出的交流放大电路，第八电阻与第三电容或第四电容串联构成滤波电路。本发明通过两级放大电路，实现了生物肌电数据采集系统的高精度信号放大，同时具有高共模抑制比的优点。

Description

生物肌电数据采集系统的高精度后置放大滤波电路
技术领域
本发明涉及一种生物肌电数据采集系统的放大滤波电路，尤其涉及一种生物肌电数据采集系统的高精度后置放大滤波电路。
背景技术
生物肌体的活动状态如收缩/扩张频率、收缩/扩张幅度等，会以生物电（在生命活动过程中在生物体内产生的各种电位或电流，包括细胞膜电位、动作电位、心电、脑电等）的形式反应出来，所以，通过对生物肌体的生物电信号的数据采集可以了解生物肌体的活动状态，从而获取相关病理参数或健康参数等。比如：本世纪初，用电流计首次从体表记录了人的妊娠子宫的电活动，后来，相关学者将这一信号定义为体表子官电信号。自此之后，人们开始了对体表子宫电信号的深入研究。体表子官电信号能够反映肌肉纤维兴奋的原始过程，提供有关子宫肌肉活动的辅助信息，是妊娠和分娩监护的有效手段。
生物肌电数据采集系统包括电极、前置放大电路、后置放大滤波电路、单片机和PC机，电极用于与肌体接触采集生物电信号，两级放大电路用于将生物电信号放大并滤除干扰信号，PC机用于用户直观了解相关信号采集状态。现有的生物肌电数据采集系统中的后置放大滤波电路，由于生物电信号比较微弱，所以在滤波时其有用信号可能被滤除，而在放大时其干扰信号也可能被放大，从而会降低后置放大滤波电路的精度，而且其共模抑制比较低，损害了后置放大滤波电路的性能。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种生物肌电数据采集系统的高精度后置放大滤波电路。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
本发明所述生物肌电数据采集系统的高精度后置放大滤波电路包括第一放大器～第五放大器、第一电阻～第十二电阻、第一电容～第四电容和双路四通道模拟开关，所述第一放大器的正极信号输入端为所述后置放大滤波电路的信号输入端，所述第一放大器的负极信号输入端分别与所述第一电阻的第一端和所述第二电阻的第二端连接，所述第一电阻的第二端分别与所述第三电阻的第一端和所述第二放大器的负极信号输入端连接，所述第二放大器的正极信号输入端接地，所述第一放大器的输出端分别与所述第二电阻的第二端和所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述第四电阻串联后分别与所述第五电阻的第一端和所述第三放大器的负极信号输入端连接，所述第二放大器的输出端分别与所述第三电阻的第二端和所述第二电容的第一端连接，所述第二电容的第二端串联所述第六电阻后分别与所述第七电阻的第一端和所述第三放大器的正极信号输入端连接，所述第七电阻的第二端接地，所述第五电阻的第二端分别与所述第三放大器的输出端和所述第八电阻的第一端连接，所述第八电阻的第二端分别与所述双路四通道模拟开关的第一开关的一端和第二开关的一端连接，所述第一开关的另一端分别与所述第三电容的第一端和所述第四放大器的正极信号输入端连接，所述第三电容的第二端接地，所述第四放大器的负极信号输入端分别与所述第九电阻的第一端和所述第十电阻的第一端连接，所述第九电阻的第二端接地，所述第十电阻的第二端分别与所述第四放大器的输出端、所述第五放大器的输出端、所述第十一电阻的第一端和所述第十二电阻的第一端连接并作为所述后置放大滤波电路的信号输出端，所述第二开关的第二端分别与所述第四电容的第一端和所述第五放大器的正极信号输入端连接，所述第四电容的第二端接地，所述第五放大器的负极信号输入端分别与所述第十一电阻的第二端和所述第十二电阻的第二端连接。
本发明的有益效果在于：
本发明采用两级放大电路，且在第二级放大电路中采用高输入阻抗的双端输入、单端输出的交流放大电路，实现了生物肌电数据采集系统的高精度信号放大，同时具有高共模抑制比的优点。
附图说明
图1是本发明所述生物肌电数据采集系统的结构框图；
图2是本发明所述高精度后置放大滤波电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1所示，生物肌电数据采集系统包括电极、前置放大电路、后置放大滤波电路、单片机、RAM和PC机，电极用于与肌体接触采集生物电信号，本例中电极为第一电极和第二电极，两级放大电路用于将生物电信号放大并滤除干扰信号，单片机用于将生物电信号进行数据转换得到如曲线、表格等直观信号，RAM是存储器，PC机用于用户直观了解相关信号采集状态。
如图2所示，本发明所述生物肌电数据采集系统的高精度后置放大滤波电路包括第一放大器A1～第五放大器A5、第一电阻R1～第十二电阻R12、第一电容C1～第四电容C4和双路四通道模拟开关，第一放大器A1的正极信号输入端为所述后置放大滤波电路的信号输入端Ui，第一放大器A1的负极信号输入端分别与第一电阻R1的第一端和第二电阻R2的第二端连接，第一电阻R1的第二端分别与第三电阻R3的第一端和第二放大器A2的负极信号输入端连接，第二放大器A2的正极信号输入端接地，第一放大器A1的输出端分别与第二电阻R2的第二端和第一电容C1的第一端连接，第一电容C1的第二端与第四电阻R4串联后分别与第五电阻R5的第一端和第三放大器A3的负极信号输入端连接，第二放大器A2的输出端分别与第三电阻R3的第二端和第二电容C2的第一端连接，第二电容C2的第二端串联第六电阻R6后分别与第七电阻R7的第一端和第三放大器A3的正极信号输入端连接，第七电阻R7的第二端接地，第五电阻R5的第二端分别与第三放大器A3的输出端和第八电阻R8的第一端连接，第八电阻R8的第二端分别与双路四通道模拟开关的第一开关K1的一端和第二开关K2的一端连接，第一开关K1的另一端分别与第三电容C3的第一端和第四放大器A4的正极信号输入端连接，第三电容C3的第二端接地，第四放大器A4的负极信号输入端分别与第九电阻R9的第一端和第十电阻R10的第一端连接，第九电阻R9的第二端接地，第十电阻R10的第二端分别与第四放大器A4的输出端、第五放大器A5的输出端、第十一电阻R11的第一端和第十二电阻R12的第一端连接并作为所述后置放大滤波电路的信号输出端Uo，第二开关K2的第二端分别与第四电容C4的第一端和第五放大器A5的正极信号输入端连接，第四电容C4的第二端接地，第五放大器A5的负极信号输入端分别与第十一电阻R11的第二端和第十二电阻R12的第二端连接。
如图2所示，上述结构中，第一放大器A1～第三放大器A3、第一电阻R1～第七电阻R7、第一电容C1和第二电容C2共同组成第一级放大电路，第四放大器A4、第五放大器A5、双路四通道模拟开关的第一开关K1、第二开关K2、第八电阻R8～第十二电阻R12、第三电容C3和第四电容C4共同组成包括滤波电路的第二级放大电路，第二级放大电路是一个高输入阻抗的双端输入、单端输出的交流放大电路，第八电阻R8与第三电容C3或第四电容C4串联构成滤波电路。第一开关K1和第二开关K2在工作中只有一个接通，同时另一个关闭，因此可以通过改变第一开关K1和第二开关K2的开关状态，同时改变C3、C4来改变滤波效果，或者，同时改变第四放大器A4、第五放大器A5、第八电阻R8～第十二电阻R12来改变放大效果。

Claims (1)

1.一种生物肌电数据采集系统的高精度后置放大滤波电路，其特征在于：包括第一放大器～第五放大器、第一电阻～第十二电阻、第一电容～第四电容和双路四通道模拟开关，所述第一放大器的正极信号输入端为所述后置放大滤波电路的信号输入端，所述第一放大器的负极信号输入端分别与所述第一电阻的第一端和所述第二电阻的第二端连接，所述第一电阻的第二端分别与所述第三电阻的第一端和所述第二放大器的负极信号输入端连接，所述第二放大器的正极信号输入端接地，所述第一放大器的输出端分别与所述第二电阻的第二端和所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述第四电阻串联后分别与所述第五电阻的第一端和所述第三放大器的负极信号输入端连接，所述第二放大器的输出端分别与所述第三电阻的第二端和所述第二电容的第一端连接，所述第二电容的第二端串联所述第六电阻后分别与所述第七电阻的第一端和所述第三放大器的正极信号输入端连接，所述第七电阻的第二端接地，所述第五电阻的第二端分别与所述第三放大器的输出端和所述第八电阻的第一端连接，所述第八电阻的第二端分别与所述双路四通道模拟开关的第一开关的一端和第二开关的一端连接，所述第一开关的另一端分别与所述第三电容的第一端和所述第四放大器的正极信号输入端连接，所述第三电容的第二端接地，所述第四放大器的负极信号输入端分别与所述第九电阻的第一端和所述第十电阻的第一端连接，所述第九电阻的第二端接地，所述第十电阻的第二端分别与所述第四放大器的输出端、所述第五放大器的输出端、所述第十一电阻的第一端和所述第十二电阻的第一端连接并作为所述后置放大滤波电路的信号输出端，所述第二开关的第二端分别与所述第四电容的第一端和所述第五放大器的正极信号输入端连接，所述第四电容的第二端接地，所述第五放大器的负极信号输入端分别与所述第十一电阻的第二端和所述第十二电阻的第二端连接。
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