CN204206117U - 一种快速检测仪的生物电信号放大电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种快速检测仪的生物电信号放大电路，该放大电路由三级放大滤波电路、光电放大转换电路、光纤通讯电路、信号接收电路和电源模块组成，输入信号依次经过放大滤波电路和转换电路，然后通过光纤输送到信号接收电路和微处理器中，所述的三级放大滤波电路是基于运算放大器ICL7650S芯片设计，该电路包括3个放大滤波电路单元U1、U2和U3；该微弱生物电信号放大电路结构简单、成本低廉，采用了光纤隔离与通讯技术，提高了微弱电信号在调理过程中的抗干扰能力，便于记录和采集微弱电信号。

Description

一种快速检测仪的生物电信号放大电路

技术领域

本实用新型属于电力电子技术领域，尤其涉及一种快速检测仪的生物电信号放大电路。

背景技术

人体内的生物电信号都非常微弱，对如此微弱的电信号的放大及处理是很困难的，如运算放大器的零漂、噪声、外界干扰、信道的传输等，都将严重地影响着信号的保真与提取。因此对微弱电信号的放大，抗干扰技术的好坏是成功与否的关键。微弱光电信号的检测在现代工业生产过程和科学技术研究中应用很广，在非接触和无损的光学测量技术中它通过测量反射或透射偏振光相对于入射光偏振状态的改变来准确计算待测样品的各种光学性质，为了对偏振状态进行高精确测量要求检测装置不但具有较高的测量分辨率更要具有较高的测量复现性，排除各种不同类型噪声的干扰以保证高精确测量的可靠性。光电检测技术是光学与电子学相结合而产生的一门新兴的检测技术，它主要利用电子技术对光学信号进行检测，并进一步传递、储存、控制、计算和显示。

这些传感器输出的信号一般都为微弱信号，要想全面的了解这些输出信号信息，需要将微弱的光电信号进行放大处理，为后续的数据采集与开发提供研究依据。因此，微弱检测信号技术是非常重要的关键技术，微弱信号检测的目的是从强噪声中提取有用信号，同时提高检测系统输出信号的信噪比。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷和不足，本实用新型的目的在于，提供一种快速检测仪的生物电信号放大电路，本实用新型的能够实现对微弱电信号进行放大处理，采用了光纤隔离与通讯技术，提高了微弱电信号在调理过程中的抗干扰能力，便于记录和采集微弱电信号。

为了实现上述任务，本实用新型采用如下的技术解决方案：

一种快速检测仪的生物电信号放大电路，其特征在于，由三级放大滤波电路、光电放大转换电路、光纤通讯电路、信号接收电路和电源模块组成；输入信号依次经过三级放大滤波电路和光电放大转换电路，通过光纤通讯电路输送到信号接收电路和微处理器中；所述的三级放大滤波电路与输入信号相连；所述的光电放大转换电路接在三级放大滤波电路和光纤通讯电路之间；所述的信号接收电路接在光纤通讯电路与微处理器之间；所述的电源模块与上述各个电路模块相连，为其提供稳定的+5V电压。

该快速检测仪的生物电信号放大电路中，所述的放大滤波电路包括集成运算放大器、电容以及电阻；所述的运算放大器(A1)的正相输入端(1)与第一电阻(R1)的左端相连，运算放大器(A1)的反相输入端(2)与第二电阻(R2)的左端相连，运算放大器(A1)的接地端(3)同时与第四电容(C4)和第三电容(C3)的正极相连，运算放大器(A1)的输出端(4)与第三电阻(R3)的右端相连，运算放大器(A1)的供电端(5)与电源+5V相连；第一电容(C1)接在电源+5V与地之间，第二电容(C2)与第一电容(C1)并联；第三电容(C3)和第四电容(C4)的负极同时与地相连；第一电阻(R1)的右端接与运算放大器(A1)的正相输入端(1)相连，第二电阻(R2)的右端与输入信号(Vin)相连，第三电阻(R3)的右端接信号输出端(Vout)，第四电阻(R4)和第六电阻(R6)一起串联在运算放大器(A1)的反相输入端(2)与运算放大器(A1)的输出端(4)之间，第五电阻(R5)接在第四电阻(R4)的右端与地之间，运算放大器(A1)采用超级运算放大器ICL7650S 芯片作为核心器件；所述的电源模块采用稳压芯片LM2940为电路提供稳定的+5V电源；所述的微处理器采用英飞凌XC2238N高性能芯片。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型共由三级放大滤波电路、光电放大转换电路、光纤通讯电路、信号接收电路和电源模块5部分组成。第一部分由U1、U2、U3三级放大电路及相应滤波电路组成。光电放大转换电路作为第二部分，其功能是在将电信号放大的同时，也起到将电信号转变为光信号的作用。U1、U2、U3、U4均采用ICL7650S芯片，其外部器件的连接为ICL7650S芯片的典型应用。工作电压取用±5V。为提高系统的信噪比，第一级放大倍数较小，以后放大倍数逐级递增。第三部分为光纤通讯线路，其一端连在信号接收电路部分的发光二极管处，另一端连在信号接收电路。第四部分为信号接收电路，采用光敏接收管接收由光纤传输过来的光信号。当有光照射光敏接收管时，接收电路中便有电流流过，电流的大小由照射在它上的光强决定，光的强度越大，接收电路中的电流也越大，从而使运算放大器输出的电压也越高。由于U1级输入的微弱电信号的变化，则经过U1、U2、U3级放大后再由光纤传输给光敏接收管处的光强就会随之而变，从而使信号接收电路中的运放电路输出的电压随之发生变化。

该微弱电信号检测电路结构简单、成本低廉，能够实现对微弱光信号进行放大处理，采用了光纤隔离与通讯技术，提高了微弱电信号在调理过程中的抗干扰能力，便于记录和采集微弱电信号。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的解释说明。

图1是快速检测仪生物电信号放大电路的原理图。

图2是放大滤波电路的原理图

具体实施方式

如图1是用微弱生物电信号放大电路的原理图，该手持设备的微电信号放大电路，包括三级放大滤波电路、光电放大转换电路、光纤通讯电路、信号接收电路和电源模块；输入信号依次经过三级放大滤波电路和光电放大转换电路，通过光纤通讯电路输送到信号接收电路和微处理器中；所述的三级放大滤波电路与输入信号相连；所述的光电放大转换电路接在三级放大滤波电路和光纤通讯电路之间；所述的信号接收电路接在光纤通讯电路与微处理器之间；所述的电源模块与上述各个电路模块相连，为其提供稳定的+5V电压；所述的三级放大滤波电路包括3个放大滤波电路单元U1、U2和U3，该滤波放大电路单元均采用超级运算放大器ICL7650S芯片作为核心器件；所述的电源模块采用稳压芯片LM2940为电路提供稳定的+5V电源；所述的微处理器采用英飞凌XC2238N高性能芯片。

图2是放大滤波电路的原理图，由集成运算放大器OPA686、电容C1、C2、C3和C4、电阻R1、R2、R3、R4、R5和R6组成，集成运放OPA686具有高的增益带宽，输入阻抗小于6kΩ；输入电容小于2pF；闭环输出阻抗约为0.008欧姆。能够实现对微弱电信号进行放大处理，响应的输入信号频率可以达到100kHz，可以获得极高的放大倍数并且提高输入阻抗。

除了上述以外本发明所属技术领域的普通技术人员也都能理解到，在此说明和图示的具体实施例都可以进一步变动结合。例如，可以将英飞凌高性能微处理器根据实际工况更换为其他类型的MCU。

Claims (4)

1.一种快速检测仪的生物电信号放大电路，其特征在于，由三级放大滤波电路、光电放大转换电路、光纤通讯电路、信号接收电路和电源模块组成；输入信号依次经过三级放大滤波电路和光电放大转换电路，通过光纤通讯电路输送到信号接收电路和微处理器中；所述的三级放大滤波电路与输入信号相连；所述的光电放大转换电路接在三级放大滤波电路和光纤通讯电路之间；所述的信号接收电路接在光纤通讯电路与微处理器之间；所述的电源模块与上述各个电路模块相连，为其提供稳定的+5V电压。

2.如权利要求1所述的一种快速检测仪的生物电信号放大电路，其特征在于，所述的放大滤波电路包括集成运算放大器、电容以及电阻；所述的运算放大器(A1)的正相输入端(1)与第一电阻(R1)的左端相连，运算放大器(A1)的反相输入端(2)与第二电阻(R2)的左端相连，运算放大器(A1)的接地端(3)同时与第四电容(C4)和第三电容(C3)的正极相连，运算放大器(A1)的输出端(4)与第三电阻(R3)的右端相连，运算放大器(A1)的供电端(5)与电源+5V相连；第一电容(C1)接在电源+5V与地之间，第二电容(C2)与第一电容(C1)并联；第三电容(C3)和第四电容(C4)的负极同时与地相连；第一电阻(R1)的右端接与运算放大器(A1)的正相输入端(1)相连，第二电阻(R2)的右端与输入信号(Vin)相连，第三电阻(R3)的右端接信号输出端(Vout)，第四电阻(R4)和第六电阻(R6)一起串联在运算放大器(A1)的反相输入端(2)与运算放大器(A1)的输出端(4)之间，第五电阻(R5)接在第四电阻(R4)的右端与地之间，运算放大器(A1)采用超级运算放大器ICL7650S芯片作为核心器件。

3.如权利要求1所述的一种快速检测仪的生物电信号放大电路，其特征在于，所述的电源模块采用稳压芯片LM2940为电路提供稳定的+5V电源。

4.如权利要求1所述的一种快速检测仪的生物电信号放大电路，其特 征在于，所述的微处理器采用英飞凌XC2238N高性能芯片。