CN202859112U

CN202859112U - 基于ad620和op90的胎儿心电放大电路

Info

Publication number: CN202859112U
Application number: CN201220598642.2U
Authority: CN
Inventors: 夏振宏; 郑伟; 陈广元
Original assignee: HUANAN MEDICAL ELECTRICAL TECH Co Ltd HENAN
Current assignee: HUANAN MEDICAL ELECTRICAL TECH Co Ltd HENAN
Priority date: 2012-11-14
Filing date: 2012-11-14
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2022-11-14

Abstract

本实用新型公开了一种基于AD620和OP90的胎儿心电放大电路，包括前级放大电路、中间级基线漂移稳定电路和后级放大滤波电路，所述放大电路、中间级基线漂移稳定电路和后级放大滤波电路依次连接。本实用新型有效解决了现有技术中的问题，设计出了导联简单、操作方便、实时性强的在临床检测中应用的高精度、无创、使用寿命长的胎儿心电检测设备。

Description

基于AD620和OP90的胎儿心电放大电路

技术领域

本实用新型涉及一种放大电路，主要应用在医疗器械领域，用于人体各种生理体征参数的监护和诊断系统，具体涉及一种基于AD620和OP90的胎儿心电放大电路。

背景技术

胎儿心电图（fetal electrocardiogram，FECG）记录的是胎儿心脏动作电位及其在心脏传导过程中的图形变化，完整的 FECG 包含 P 波、QRS 波群及 T 波，能精确区分胎儿心脏每一搏动的微小电位变化，其形态变化比心音、心动等发生的更早、更敏感。通过对其波形变化（如心率、心律、QRS 时限等）的分析，可及早发现胎儿宫内缺氧、脐带缠绕、窘迫及许多胎儿先天疾病等妊娠期或分娩期的病理情况，具有重要的临床价值。腹部胎儿心电法具有非侵入性无创伤操作，容易掌握等优点受到关注。

获取准确和可信的胎儿心电信号是十分困难的，因为胎儿心电本身非常微弱，还经常被大量的信号干扰。胎儿心脏活动所产生的生物电流，信号较弱、电压低。通过前期研究，我们发现提取胎儿心电的精度很大程度上决定于对噪声的来源、规律以及传播路径的分析和抑制以及对心电信号的放大。

因此，研究一种具有大动态范围增益调节的简单导联前集电路的实现，用以精度采集胸部心电信号及腹部混合信号数据，并在精度采集原始信号后，配合设计算法的处理，提取出更完整胎儿心电，具有十分重要的意义。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种基于AD620和OP90的胎儿心电放大电路，有效解决了现有技术中的问题，设计出了导联简单、操作方便、实时性强的在临床检测中应用的高精度、无创、使用寿命长的胎儿心电检测设备。

本实用新型采用以下技术方案：

一种基于AD620和OP90的胎儿心电放大电路，其中，包括前级放大电路、中间级基线漂移稳定电路和后级放大滤波电路，所述放大电路、中间级基线漂移稳定电路和后级放大滤波电路依次连接。

作为优选，所述前级放大电路包括电阻R3、R6、R8，无极性电容C6、C11，还有一个放大器芯片AD620，芯片AD620的1脚和8脚分别接电阻R3的两端，引脚2接电阻R6，引脚3接电阻R8，引脚4接-12V电源，引脚7接+12V电源，引脚5接第二级基线漂移稳定电路的输出信号作为基准电压，引脚6是输出引脚，通过R7与第二级基线漂移稳定电路相连；电阻R3两端分别接引脚1和引脚8，电阻R6一端胸导联线或腹导联线的输入信号，电阻R8一端接公共级导联信号；电容C6一端接+12V电源，另一端接地，电容C11一端接-12V电源，另一端接地。

作为优选，所述中间级基线漂移稳定电路包括电阻R2、R7、R9，电容C7、C12和放大器U4 ，U4的引脚1、5、8悬空，引脚2接R7，引脚3接R9，引脚4接-12V电源，引脚7接+12V电源，引脚6是输出，与后级放大滤波电路的C8、电阻R2和第一级的引脚5相连；电阻R2两端分别接引脚2和引脚6，电阻R9一端接引脚3，一端接地；电容C7一端接+12V电源，另一端接地，电容C12一端接-12V电源，另一端接地。

作为优选，所述后级放大滤波电路包括电阻R1、R10，可调电阻RT1，电容C5、C8、C13和放大器U3；U3的引脚1、5、8悬空，引脚3与电容C8、电阻R10相连，引脚2与电阻R1、可调电阻RT1相连，引脚6接电阻R1和输出信号；电阻R1一端接可调电阻RT1和引脚2，另一端接引脚6，电阻R10一端接引脚3和C8，另一端接地，可调电阻RT1一端地，另一端接电阻R1和引脚2；电容C8一端接中间级基线漂移稳定电路的输出端，另一端接R10和引脚3，电容C5一端接+12V电源，另一端接地，电容C13一端接-12V电源，另一端接地。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型整个放大电路分为三级，采用专用放大器芯片，通过必需的滤波完成了心电信号的采集和放大，精确地提取了胎儿心电。模块化程度很强可以灵活地移植到各种应用电路中，实现心电的监测功能，为设计者省去了宝贵的研发时间，可以满足现在便携式医疗产品的设计要求。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理图；

图2是本实用新型的应用框图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本实用新型作进一步描述：

如图1所示，本实用新型主要由前级放大电路1、中间级基线漂移稳定电路2和后级放大滤波电路3组成，图中的“BOSOM”为胎儿心电信号源输入，“COM”为公共级信号输入，“BOSOM_AD”即为最终输出信号。

前级放大电路1包括电阻R3、R6、R8，无极性电容C6、C11，还有一个放大器芯片AD620，芯片AD620的1脚和8脚分别接电阻R3的两端，引脚2接电阻R6，引脚3接电阻R8，引脚4接-12V电源，引脚7接+12V电源，引脚5接第二级基线漂移稳定电路的输出信号作为基准电压，引脚6是输出引脚，通过R7与第二级基线漂移稳定电路相连；电阻R3两端分别接引脚1和引脚8，电阻R6一端胸导联线或腹导联线的输入信号，电阻R8一端接公共级导联信号；电容C6一端接+12V电源，另一端接地，电容C11一端接-12V电源，另一端接地。

第二级基线漂移稳定电路2为第二级放大电路，包括电阻R2、R7、R9，电容C7、C12和放大器U4 ，U4的引脚1、5、8悬空，引脚2接R7，引脚3接R9，引脚4接-12V电源，引脚7接+12V电源，引脚6是输出，与第三级放大电路的C8、电阻R2和第一级的引脚5相连；电阻R2两端分别接引脚2和引脚6，电阻R9一端接引脚3，一端接地；电容C7一端接+12V电源，另一端接地，电容C12一端接-12V电源，另一端接地。

后级放大滤波电路3（即第三级放大电路）为滤波放大电路，包括电阻R1、R10，可调电阻RT1，电容C5、C8、C13和放大器U3。U3的引脚1、5、8悬空，引脚3与电容C8、电阻R10相连，引脚2与电阻R1、可调电阻RT1相连，引脚6接电阻R1和输出信号；电阻R1一端接可调电阻RT1和引脚2，另一端接引脚6，电阻R10一端接引脚3和C8，另一端接地，可调电阻RT1一端地，另一端接电阻R1和引脚2；电容C8一端接中间级基线漂移稳定电路的输出端，另一端接R10和引脚3，电容C5一端接+12V电源，另一端接地，电容C13一端接-12V电源，另一端接地。

从图1中可看出整个电路的供电电压为+/-12V，心音信号进入前级放大电路1，进行一级的信号放大，然后进入基线漂移稳定电路放大电路2，对信号进行二级放大和反馈校准，然后经过高通滤波进入第三级滤波放大电路，最终输出干净有效的心音信号。通过调节可调电阻RT1可以改变输出信号的强弱程度。改变图1中AD620芯片的引脚1和引脚8之间的电阻R3的值可以改AD620芯片的增益值。

本电路由AD620放大器芯片和OP90放大器芯片组成的采集和放大电路，整个电路的供电电压为+/-12V直流电源。芯片AD620是ADI公司研发的一种低成本、高精度仪表放大器，其主要应用于ECG和无创血压检测仪等医疗设备中。它独特的优点就是可以最大实现1.0nA的低输入偏置电流，在1KHz时具有低输入电压噪声，作为前置放大使用效果很好。高共模抑制比和优良的电源抑制，对于嘈杂的环境中的信号放大该芯片是最佳选择，通过配置输入和输出之间的反馈电阻来调节放大倍数。为了使采集的电压信号噪声更小，本设计加入一个反馈通路，使第二级放大输出作为第一级的基准电压。本芯片出来的信号经过电阻隔离送入OP90芯片的输入端，进行下一步的处理。

本电路中使用的OP90为MAXIM公司设计研发的低电源、高性能的放大器，增益超过7000，共模抑制比大于100dB，低失调电压和高增益的特性使得OP90在微功耗下具有优良性能，适用于遥感传感器、便携仪表、卫星等领域。本级放大通过调节RT1电阻值来控制增益，可以改变输出信号的大小，同时也有阻容滤波器，对信号进行进一步的滤波。通过以上两个专用的放大器芯片和他们外围器件的匹配，胎儿心电信号通过滤波和放大，最终送出相对干净的心电信号，供医疗设备的设计人员使用。

图2为本实用新型电路在实际中的具体应用。胎儿心电信号用腹带采集，四路导联线分别接入放大板的四个通道，对信号进行高精密高增益处理放大和基线、肌电信号进行抑制的硬件放大器、对信号采集量化处理转换成计算机处理的数字信号的A/D采集卡，对信号实时显示处理、混合心电分离运算处理和进行人机交互处理、打印的计算机系统，同时还有对屏幕显示的某一时间的心电图打印的打印机。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims

1.一种基于AD620和OP90的胎儿心电放大电路，其特征在于：包括前级放大电路、中间级基线漂移稳定电路和后级放大滤波电路，所述放大电路、中间级基线漂移稳定电路和后级放大滤波电路依次连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于AD620和OP90的胎儿心电放大电路，其特征在于：所述前级放大电路包括电阻R3、R6、R8，无极性电容C6、C11，还有一个放大器芯片AD620，芯片AD620的1脚和8脚分别接电阻R3的两端，引脚2接电阻R6，引脚3接电阻R8，引脚4接-12V电源，引脚7接+12V电源，引脚5接第二级基线漂移稳定电路的输出信号作为基准电压，引脚6是输出引脚，通过R7与第二级基线漂移稳定电路相连；电阻R3两端分别接引脚1和引脚8，电阻R6一端胸导联线或腹导联线的输入信号，电阻R8一端接公共级导联信号；电容C6一端接+12V电源，另一端接地，电容C11一端接-12V电源，另一端接地。

3.根据权利要求2所述的一种基于AD620和OP90的胎儿心电放大电路，其特征在于：所述中间级基线漂移稳定电路包括电阻R2、R7、R9，电容C7、C12和放大器U4 ，U4的引脚1、5、8悬空，引脚2接R7，引脚3接R9，引脚4接-12V电源，引脚7接+12V电源，引脚6是输出，与后级放大滤波电路的C8、电阻R2和第一级的引脚5相连；电阻R2两端分别接引脚2和引脚6，电阻R9一端接引脚3，一端接地；电容C7一端接+12V电源，另一端接地，电容C12一端接-12V电源，另一端接地。

4.根据权利要求3所述的一种基于AD620和OP90的胎儿心电放大电路，其特征在于：所述后级放大滤波电路包括电阻R1、R10，可调电阻RT1，电容C5、C8、C13和放大器U3；U3的引脚1、5、8悬空，引脚3与电容C8、电阻R10相连，引脚2与电阻R1、可调电阻RT1相连，引脚6接电阻R1和输出信号；电阻R1一端接可调电阻RT1和引脚2，另一端接引脚6，电阻R10一端接引脚3和C8，另一端接地，可调电阻RT1一端地，另一端接电阻R1和引脚2；电容C8一端接中间级基线漂移稳定电路的输出端，另一端接R10和引脚3，电容C5一端接+12V电源，另一端接地，电容C13一端接-12V电源，另一端接地。