CN205359469U - 用于脑电检测的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于脑电检测的装置，包括前置放大电路、抗混叠滤波电路、AD转换器、数据汇集电路、数据传输电路和分析用计算机，所述抗混叠滤波电路由一个一阶滤波电路和一个二阶滤波电路组成，二阶滤波电路包括运算放大器、第二电阻、第二电容、第三电容、第一电感，运算放大器的正极输入端分别连接一阶滤波电路的输出端、第二电阻以及第二电容的一端，第二电阻以及第二电容的另一端均与运算放大器的输出端连接，运算放大器的负极输入端与第三电容的一端连接，第三电容的另一端通过第一电感接地。本实用新型可让多路数据汇集成一条高速数据流之前使信号减少衰减数。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于脑电检测的装置。
背景技术
随着现代医学诊断技术的发展，近几年人们开始对人类大脑思维活动所产生的生物电活动(即事件相关电位)进行检测和研究，这就对采集脑电信号的频带要求越来越宽，而且脑电信号往往要求多通道同时采集，每个通道带宽最高达到0—2000Hz，这就要求每个通道的采样频率至少要达到4KHz以上。
对于微弱的脑电信号，往往是伴随着大得多的干扰信号同时存在，将脑电信号放大同时也不可避免将干扰信号放大。对于微伏级的脑电信号，要想在16位以下的采样系统中分辨清楚就必须至少放大1000-10000倍，而这样干扰信号又会使放大器饱和。这对矛盾在常规的放大器中难以解决。有效的解决方案就是减小放大倍数同时提高AD转换的精度，经过计算采用24位的转换精度，放大倍数只要5-10倍就能满足要求。大的干扰信号可以在采样进来AD转换后通过数字滤波的办法来去除。但是，提高采样精度又带来新的问题；现有的高精度AD采样芯片大都是∑－⊿型的，它是通过用过采样的办法牺牲采样率来实现高精度的，因此采样率不高。
常规数字化脑电图仪是将由电极线引入的多路脑电信号先分别进行模拟放大和滤波，然后经过模拟开关的分时切换，形成一路模拟信号进行AD转换，再把转换后的数据通过各种通讯介质传送到计算机中进行处理。对于每个通道4KHz的采样率，即使按照16个通道计算，一片AD转换器的采样率也要达到64KHz，这对于24位精度的∑－⊿型AD转换器是无法做到的。关键在于∑－⊿型AD转换器在进行高精度转换时，要求输入的模拟信号必须是同一路连续不断的，不能经过开关的切换。
因此现有的常规数字化脑电图仪并没有同时解决好对多路脑电信号进行宽带宽(0—2000Hz)，高精度(24位)，高采样率采样的问题。
发明人为了解决上述问题，发明了一种新型的脑电检测装置，如图1所示，包括前置放大电路、抗混叠滤波电路、AD转换器和分析用计算机，前置放大电路、抗混叠滤波电路和AD转换器分别有若干个，其中每一个前置放大电路、一个抗混叠滤波电路和一个AD转换器依次连接分别构成一条采样和模数转换电路，若干条采样和模数转换电路并联连接，形成若干路数据流，先分路进行高频率采样和高精度AD转换；再通过一个高速数据汇集电路将各分路转换好的数据流按照一定的帧结构汇集成一条高速数据流，经过数据传输电路送到分析用计算机进行分析和处理。采用该技术的脑电检测装置可以满足对多路脑电信号同时进行高速率(10KHz每通道)，高精度(24bit)采样的要求。从而使该装置具有稳定性好，抗干扰能力强，频带范围宽等特点，可以应用到事件相关电位的分析领域。由于该脑电检测技术是对多路脑电信号分别进行高速采样和高精度AD转换。因而会同时产生多路高速的数据流。这些大量的多路数据必须按照一定的数据格式形成一路更高速度的数据流才可以方便地输入计算机进行处理。
在上述电路中，抗混叠滤波电路采用的是二阶低通有源滤波电路，其将输出信号的频带限制到0～2000Hz，然而，上述二阶低通有源滤波电路在实际工作过程中存在着明显的衰减，对后序的数据采集存在着不利因素。
发明内容
本实用新型的目的在于，提供一种让多路数据汇集成一条高速数据流之前使信号减少衰减数据汇集电路。
实现本实用新型目的的技术方案如下：
用于脑电检测的装置，包括前置放大电路、抗混叠滤波电路、AD转换器、数据汇集电路、数据传输电路和分析用计算机，所述前置放大电路、抗混叠滤波电路和AD转换器分别有多个，其中每一个前置放大电路、一个抗混叠滤波电路和一个AD转换器依次连接分别构成一条采样和模数转换电路，该采样和模数转换电路与数据汇集电路电连接，数据汇集电路电连接通过数据传输电路和计算机电连接，所述抗混叠滤波电路由一个一阶滤波电路和一个二阶滤波电路组成，二阶滤波电路包括运算放大器、第二电阻、第二电容、第三电容、第一电感，运算放大器的正极输入端分别连接一阶滤波电路的输出端、第二电阻以及第二电容的一端，第二电阻以及第二电容的另一端均与运算放大器的输出端连接，运算放大器的负极输入端与第三电容的一端连接，第三电容的另一端通过第一电感接地。
优选地，所述一阶滤波电路包括第一电阻、第一电容，第一电阻的一端与第一电容的一端连接，第一电容的另一端接地。
优选地，还包括一个与二阶滤波电路电连接的稳压抑流电路，该稳压抑流电路包括二极管、第二电感、第三电阻，二极管的阴极端与第二电感的一端连接，第二电感的另一端与第三电阻的一端连接，第三电阻的另一端与运算放大器的正极输入端连接。
采用了上述方案，通过在二阶滤波电路的中设置第三电容和第一电感，并将第三电容和第一电感连接于运算放大器的反向输入端，提高了二级滤波结构的衰减速度，在通带频段内，具有较低的损耗值。
附图说明
图1为本实用新型的用于脑电检测的装置的示意图；
图2为图1中的抗混叠滤波电路的示意图；
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1和图2所示，本实用新型的用于脑电检测的装置，包括前置放大电路、抗混叠滤波电路、AD转换器、数据汇集电路、数据传输电路和分析用计算机，所述前置放大电路、抗混叠滤波电路和AD转换器分别有多个，其中每一个前置放大电路、一个抗混叠滤波电路和一个AD转换器依次连接分别构成一条采样和模数转换电路，该采样和模数转换电路与数据汇集电路电连接，数据汇集电路电连接通过数据传输电路和计算机电连接。所述抗混叠滤波电路由一个一阶滤波电路和一个二阶滤波电路组成，所述一阶滤波电路包括第一电阻R1、第一电容C1，第一电阻R1的一端与第一电容C1的一端连接，第一电容C1的另一端接地，一阶滤波电路为一个RC滤波电路。二阶滤波电路包括运算放大器U1、第二电阻R2、第二电容C2、第三电容C3、第一电感L1，运算放大器U1的正极输入端分别连接一阶滤波电路的输出端、第二电阻R2以及第二电容C2的一端，第二电阻R2以及第二电容C2的另一端均与运算放大器U1的输出端连接，运算放大器U1的负极输入端与第三电容C3的一端连接，第三电容C3的另一端通过第一电感L1接地。
还包括一个与二阶滤波电路电连接的稳压抑流电路，该稳压抑流电路包括二极管D1、第二电感L2、第三电阻R3，二极管D1的阴极端与第二电感L2的一端连接，第二电感L2的另一端与第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端与运算放大器U1的正极输入端连接。二极管D1确保滤波电路中的电压稳定，第二电感L2可以抑制电路中的电流突变，确保滤波电路工作的稳定性。
本实用新型的工作过程为：信号从第一电阻R1输入，通过由第一电阻R1和第一电容C1组成的一阶滤波电路进行过滤，一阶滤波电路输出的信号提供给二阶滤波电路，由二阶滤波电路对信号进行进一步过由，由于在运算放大器的反向输入端依次连接了第三电容和第一电感，通过二阶滤波电路再次过滤时，提高了二级滤波结构的衰减速度，在通带频段内，具有较低的损耗值。
Claims (3)
1.用于脑电检测的装置，包括前置放大电路、抗混叠滤波电路、AD转换器、数据汇集电路、数据传输电路和分析用计算机，所述前置放大电路、抗混叠滤波电路和AD转换器分别有多个，其中每一个前置放大电路、一个抗混叠滤波电路和一个AD转换器依次连接分别构成一条采样和模数转换电路，该采样和模数转换电路与数据汇集电路电连接，数据汇集电路电连接通过数据传输电路和计算机电连接，所述抗混叠滤波电路由一个一阶滤波电路和一个二阶滤波电路组成，其特征在于：二阶滤波电路包括运算放大器(U1)、第二电阻(R2)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第一电感(L1)，运算放大器(U1)的正极输入端分别连接一阶滤波电路的输出端、第二电阻(R2)以及第二电容(C2)的一端，第二电阻(R2)以及第二电容(C2)的另一端均与运算放大器(U1)的输出端连接，运算放大器(U1)的负极输入端与第三电容(C3)的一端连接，第三电容(C3)的另一端通过第一电感(L1)接地。
2.根据权利要求1所述的用于脑电检测的装置，其特征在于：所述一阶滤波电路包括第一电阻(R1)、第一电容(C1)，第一电阻(R1)的一端与第一电容(C1)的一端连接，第一电容(C1)的另一端接地。
3.根据权利要求1所述的用于脑电检测的装置，其特征在于：还包括一个与二阶滤波电路电连接的稳压抑流电路，该稳压抑流电路包括二极管(D1)、第二电感(L2)、第三电阻(R3)，二极管(D1)的阴极端与第二电感(L2)的一端连接，第二电感(L2)的另一端与第三电阻(R3)的一端连接，第三电阻(R3)的另一端与运算放大器(U1)的正极输入端连接。
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| CN107492287A (zh) * | 2017-10-16 | 2017-12-19 | 重庆师范大学 | 哑巴说话仪 |
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