CN213821443U - 一种基于高频eeg信号的模拟放大电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于高频EEG信号的模拟放大电路。本系统包括一级高通模块和二级低通模块两部分，所述一级高通模块的设有接入采集信号的放大器OP2和接入基准信号的放大器OP2，所述放大器OP1和OP2分别接入电阻和电容以全差分结构连接高通滤波电路，所述高通滤波电路设有电容C1和电阻R1，所述电容C1和电阻R1连接二级低通模块，所述二级低通模块设有与一级高通模块相同的结构连接低通滤波电路，所述低通滤波电路设有电容C5和电阻R2、R3并输出信号的正负极到模数转换器。本电路专门针对高频EEG信号进行设计，采用双独立运算放大器组合差分结构，提高了放大器的共模抑制比，降低了信号的输入噪声，可直接得到可靠的高频EEG信号。
Description
技术领域
本实用新型属于EEG信号监测领域，具体涉及一种基于高频EEG信号的模拟放大电路。
背景技术
高频震荡EEG信号在脑与认知的研究上具有很高的价值，常规EEG信号采集在非侵入条件下并不具有足够的性能来获取高频脑电信息，必须依赖侵入式脑电采集技术。
存在的问题是，目前市面上的脑电放大器依赖于事件相关的同步化技术来增加信噪比，全部是使用软件滤波来对信号进行提取，导致抗干扰能力差，部分信号失真的情况，极大的限制了高频EEG信号的应用，市面上并没有专门针对高频震荡EEG信号进行设计的放大器电路设备。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种基于高频EEG信号的模拟放大电路，以解决现有的EEG信号设备使用的放大器电路抗干扰能力差，输出的高频震荡EEG信号容易失真的问题。
为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于高频EEG信号的模拟放大电路，包括一级高通模块和二级低通模块，其特征在于：所述一级高通模块和二级低通模块均为双运算放大器全差分结构。
优选的，所述一级高通模块设有运算放大器OP1和OP2的正输入端分别接收采集信号和基准信号，所述运算放大器OP1和OP2的负输入端和输出端分别并联外部电阻RG1和RG3，所述外部电阻RG1和RG3的电阻值为1kΩ。
优选的，所述二级低通模块设有运算放大器OP3和OP4的正输入端分别接收经过一级高通模块滤波的采集信号和基准信号，所述运算放大器OP3和OP4的负输入端和输出端分别并联外部电阻RG4和RG6，所述外部电阻RG4和RG6的电阻值为50kΩ。
优选的，所述外部电阻RG1和RG3分别并联电容C2和C3来抑制极化电压，所述电容C2和C3连接放大器负输入端之间串联有电阻RG2、放大器输出端之间串联有高通滤波电路，所述电容C2和C3的电容值为1μF，所述电阻RG2的电阻值为0.2kΩ。
优选的，所述外部电阻RG4和RG6分别并联电容C6和C4来抑制极化电压，所述电容C6和C4连接放大器负输入端之间串联有电阻RG5、放大器输出端之间串联有低通滤波电路，所述电容C6和C4的电容值为10nF，所述电阻RG5的电阻值为1kΩ。
优选的，所述高通滤波电路设有电容C1串联电阻R1，所述电容C1和电阻R1之间连接运算放大器OP3的正输入端、电阻R1的另一端联入运算放大器OP4的正输入端，所述电容C1的电容值为10μF，电阻R1的电阻值为100kΩ。
优选的，所述低通滤波电路设有电阻R2和R3之前串联电容C5，所述电容C5和电阻R2之间输出信号正极、电容C5和电阻R3之间输出信号负极，所述电容C5的电容值为10μF，电阻R2和R3的电阻值为0.1kΩ。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型针对高频震荡EEG信号的特征进行设计，实现了非侵入式条件下的高频震荡EEG信号的有效放大，提高了采集高频EEG信号的可靠性；
2.本实用新型采用双放大器差分结构，提高了电路的共模抑制比，同时使电路的元件选择更具操作性；
3.本实用新型采用带通滤波，在两级放大器中间加入无源高通滤波电路，在两级放大器之后加入无源低通滤波电路，有效的降低了滤波电路产生的噪声。
附图说明
图1为本实用新型一种基于高频EEG信号的模拟放大电路结构图；
图2为本实用新型一种基于高频EEG信号的模拟放大电路流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1至图2，本实用新型提供一种技术方案：一种基于高频EEG信号的模拟放大电路，包括一级高通模块和二级低通模块，其特征在于：所述一级高通模块和二级低通模块均为双运算放大器全差分结构。
本实施例中，优选的，所述一级高通模块设有运算放大器OP1和OP2的正输入端分别接收采集信号和基准信号，所述运算放大器OP1和OP2的负输入端和输出端分别并联外部电阻RG1和RG3，所述外部电阻RG1和RG3的电阻值为1kΩ。
本实施例中，优选的，所述二级低通模块设有运算放大器OP3和OP4的正输入端分别接收经过一级高通模块滤波的采集信号和基准信号，所述运算放大器OP3和OP4的负输入端和输出端分别并联外部电阻RG4和RG6，所述外部电阻RG4和RG6的电阻值为50kΩ。
本实施例中，优选的，所述外部电阻RG1和RG3分别并联电容C2和C3来抑制极化电压，所述电容C2和C3连接放大器负输入端之间串联有电阻RG2、放大器输出端之间串联有高通滤波电路，所述电容C2和C3的电容值为1μF，所述电阻RG2的电阻值为0.2kΩ。
本实施例中，优选的，所述外部电阻RG4和RG6分别并联电容C6和C4来抑制极化电压，所述电容C6和C4连接放大器负输入端之间串联有电阻RG5、放大器输出端之间串联有低通滤波电路，所述电容C6和C4的电容值为10nF，所述电阻RG5的电阻值为1kΩ。
本实施例中，优选的，所述高通滤波电路设有电容C1串联电阻R1，所述电容C1和电阻R1之间连接运算放大器OP3的正输入端、电阻R1的另一端联入运算放大器OP4的正输入端，所述电容C1的电容值为10μF，电阻R1的电阻值为100kΩ。
本实施例中，优选的，所述低通滤波电路设有电阻R2和R3之前串联电容C5，所述电容C5和电阻R2之间输出信号正极、电容C5和电阻R3之间输出信号负极，所述电容C5的电容值为10μF，电阻R2和R3的电阻值为0.1kΩ。
本实用新型的工作原理及工作流程：本实用新型的EEG采集信号和基准信号，先分别经过一级高通模块的两个运算放大电路进行方大，放大的倍数为1+2*(RG3/RG1)；放大后的差分信号进入无源高通滤波电路，滤除信号中的直流分量噪声，避免噪声被二级低通模块同步放大；信号进入第二级低通模块的两个运算放大器对进行二次放大后进行入低通滤波电路，滤除空间辐射中对高频电信号的干扰；经过两次放大、两次滤波的EEG采集信号和基准信号，分别作为信号正极和信号负极进入模数转换器，完成对EEG信号的放大滤波处理；整个电路设计采取完全对称结构，减小了放大电路中阻抗不匹配带来的影响，可以有效地对微弱生物电信号进行放大处理。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解再不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种基于高频EEG信号的模拟放大电路，包括一级高通模块和二级低通模块，其特征在于：所述一级高通模块和二级低通模块均为双运算放大器全差分结构。
2.根据权利要求1所述的一种基于高频EEG信号的模拟放大电路，其特征在于：所述一级高通模块设有运算放大器OP1和OP2的正输入端分别接收采集信号和基准信号，所述运算放大器OP1和OP2的负输入端和输出端分别并联外部电阻RG1和RG3，所述外部电阻RG1和RG3的电阻值为1kΩ。
3.根据权利要求1所述的一种基于高频EEG信号的模拟放大电路，其特征在于：所述二级低通模块设有运算放大器OP3和OP4的正输入端分别接收经过一级高通模块滤波的采集信号和基准信号，所述运算放大器OP3和OP4的负输入端和输出端分别并联外部电阻RG4和RG6，所述外部电阻RG4和RG6的电阻值为50kΩ。
4.根据权利要求2所述的一种基于高频EEG信号的模拟放大电路，其特征在于：所述外部电阻RG1和RG3分别并联电容C2和C3来抑制极化电压，所述电容C2和C3连接放大器负输入端之间串联有电阻RG2、放大器输出端之间串联有高通滤波电路，所述电容C2和C3的电容值为1μF，所述电阻RG2的电阻值为0.2kΩ。
5.根据权利要求3所述的一种基于高频EEG信号的模拟放大电路，其特征在于：所述外部电阻RG4和RG6分别并联电容C6和C4来抑制极化电压，所述电容C6和C4连接放大器负输入端之间串联有电阻RG5、放大器输出端之间串联有低通滤波电路，所述电容C6和C4的电容值为10nF，所述电阻RG5的电阻值为1kΩ。
6.根据权利要求4所述的一种基于高频EEG信号的模拟放大电路，其特征在于：所述高通滤波电路设有电容C1串联电阻R1，所述电容C1和电阻R1之间连接运算放大器OP3的正输入端、电阻R1的另一端联入运算放大器OP4的正输入端，所述电容C1的电容值为10μF，电阻R1的电阻值为100kΩ。
7.根据权利要求5所述的一种基于高频EEG信号的模拟放大电路，其特征在于：所述低通滤波电路设有电阻R2和R3之前串联电容C5，所述电容C5和电阻R2之间输出信号正极、电容C5和电阻R3之间输出信号负极，所述电容C5的电容值为10μF，电阻R2和R3的电阻值为0.1kΩ。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202021358697.7U CN213821443U (zh) | 2020-07-09 | 2020-07-09 | 一种基于高频eeg信号的模拟放大电路 |
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| CN202021358697.7U CN213821443U (zh) | 2020-07-09 | 2020-07-09 | 一种基于高频eeg信号的模拟放大电路 |
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| CN213821443U true CN213821443U (zh) | 2021-07-30 |
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| CN (1) | CN213821443U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113992160A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-01-28 | 电子科技大学 | 一种应用于传感器的可编程放大器 |
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2020
- 2020-07-09 CN CN202021358697.7U patent/CN213821443U/zh active Active
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| CN113992160A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-01-28 | 电子科技大学 | 一种应用于传感器的可编程放大器 |
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