CN217793077U - 一种信号采集电路及干电极 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种信号采集电路及干电极，所述信号采集电路包括信号接收端、输入缓冲电路、放大电路、屏蔽干扰电路和信号输出端；所述输入缓冲电路与所述信号接收端连接，所述屏蔽干扰电路与所述信号输出端连接；所述放大电路的输入端接入所述输入缓冲电路，所述放大电路的输出端接入所述屏蔽干扰电路。所述干电极内部设置有信号采集电路，能够对采集的脑电信号进行初步处理，包括信号放大和共模抑制，能够提高脑电信号的稳定性，从而提高脑电信号检测的准确性。

Description

一种信号采集电路及干电极

技术领域

本实用新型主要涉及脑电波分析技术领域，具体涉及一种信号采集电路及干电极。

背景技术

脑电信号(Electroencephalogram，EEG)是神经元细胞之间传递信息时产生的生物电信号；是大脑皮质中的锥体细胞突触活动时产生的离子交换而产生的电波信号，脑电信号检测通过按照一定规则放置在头皮上的电极来观察脑电信号活动的过程。脑电信号的信号微弱，只有几十微伏，不能达到仪器识别检测的要求，而且在脑电信号采集过程中，往往伴随多种干扰信号，包括肌电信号、心电信号和工频信号等。

目前的脑电信号采集设备，一般通过信号采集电极进行脑电信号采集，然后将采集的脑电信号传输到脑电放大器进行分析处理，脑电放大器可以将脑电信号进行放大处理，并且进行滤波操作，屏蔽干扰信号的影响。但是采集的脑电信号并不稳定，容易受到干扰，在采集电极传输到脑电放大器的过程中，脑电信号容易受到仪器振动的影响，导致脑电分析处理难度提升，检测准确性低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种信号采集电路及干电极，所述干电极内部设置有信号采集电路，采集的脑电波能够依次通过输入缓冲电路、放大电路和屏蔽干扰电路，能够实现脑电信号的放大和共模抑制，提高采集脑电信号的稳定性，提高脑电信号检测的准确性。

本实用新型提供了一种信号采集电路，所述信号采集电路包括信号接收端、输入缓冲电路、放大电路、屏蔽干扰电路和信号输出端；

所述输入缓冲电路与所述信号接收端连接，所述屏蔽干扰电路与所述信号输出端连接；

所述放大电路的输入端接入所述输入缓冲电路，所述放大电路的输出端接入所述屏蔽干扰电路。

进一步的，所述输入缓冲电路包括第一运算放大器和输入电阻，所述输入电阻串联接入所述第一运算放大器的同相输入端。

进一步的，所述第一运算放大器的同相输入端与所述信号接收端电性连接。

进一步的，所述输入电阻的阻值为200K。

进一步的，所述放大电路包括第二运算放大器和第一电容，所述第一电容并联接入所述第二运算放大器所在的电路。

进一步的，所述放大电路还包括第二电容，所述第二电容接入所述第二运算放大器的反馈电路。

进一步的，所述放大电路还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电；

所述第三电阻串联接入所述第二运算放大器的同相输入端，所述第五电阻并联接入所述第三电阻所在的电路，所述第一电阻串联接入所述第二运算放大器的输出端，所述第二电阻与所述第一电阻串联连接，所述第四电阻接入所述第二运算放大器的反馈电路。

进一步的，所述放大电路的增益计算公式为：

G＝(R1/R2+1)*(R3/R5+1)；

其中，G为所述放大电路差模放大增益，R1为第一电阻的阻抗值，R2为第二电阻的阻抗值，R3为第三电阻的阻抗值，R5为第五电阻的阻抗值。

进一步的，所述屏蔽干扰电路包括第三电容、第六电阻、第七电阻和第八电阻，所述第六电阻和所述第八电阻串联接入电路，所述第七电阻与所述第七电阻并联，所述第三电容并联接入所述第七电阻的两端。

本实用新型还提供了一种干电极，所述干电极内部设置有所述信号采集电路；

所述干电极包括信号采集端，所述信号采集电路与所述信号采集端电性连接。

本实用新型提供了一种信号采集电路及干电极，所述干电极内部设置有信号采集电路，能够对采集的脑电信号进行初步处理，包括信号放大和共模抑制，能够提高脑电信号的稳定性，从而提高脑电信号检测的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本实用新型实施例中干电极结构示意图；

图2是本实用新型实施例中信号采集电路模块连接结构示意图；

图3是本实用新型实施例中信号采集电路结构示意图；

图4是本实用新型实施例中输入缓冲电路结构示意图；

图5是本实用新型实施例中放大电路结构示意图；

图6是本实用新型实施例中屏蔽干扰电路结构示意图。

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劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1示出了本实用新型实施例中干电极1结构示意图，所述干电极1包括信号采集端11，所述干电极1内部设置有信号采集电路，所述信号采集电路与所述信号采集端11电性连接。

具体的，图2示出了本实用新型实施例中信号采集电路模块连接结构示意图，图3示出了本实用新型实施例中信号采集电路结构示意图，所述信号采集电路包括信号接收端41、输入缓冲电路42、放大电路43、屏蔽干扰电路44和信号输出端45。所述信号接收端41与所述信号采集端11对应连接，所述信号采集端11与人体头皮直接接触，并采集脑电信号传输到所述信号接收端41。

进一步的，所述信号输出端45设置有第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚，所述第一引脚连接电线接地端(GND)，所述第二引脚连接电源(VCC)，所述第三引脚基准电压电路(ref)，所述第四引脚接入保护电路(shield)，所述第五引脚用以连接所述信号采集电路4的输出端(out)。

进一步的，所述输入缓冲电路42与所述信号接收端41相连接，用于将接收的电信号进行过滤，所述放大电路43接入所述输入缓冲电路42，用于放大过滤后的电信号，所述屏蔽干扰电路44与所述放大电路43连接，用于对电信号中的干扰信号进行屏蔽。

具体的，所述信号采集电路设置在所述干电极1内部，减少脑电信号传输到所述信号采集电路的距离，从而减少器件振动对脑电信号采集的影响。

具体的，图4示出了本实用新型实施例中输入缓冲电路42结构示意图，所述输入缓冲电路42包括输入电阻R0和第一运算放大器U1，所述输入电阻R0串联接入所述第一运算放大器U1的同相输入端。所述输入电阻R0的阻抗为200K，人体脑电波的内阻抗大，将所述输入电阻R0并联接入所述第一运算放大器U1的同相输入端，以满足信号采集的需求。

具体的，所述脑电波信号的内阻抗大，即输入阻抗大，所以选取同相端输入的方式，即所述第一运算放大器的同相输入端连接所述信号接收端41，用以接收输入信号。

具体的，图5示出了本实用新型实施例中放大电路结构示意图，所述放大电路43包括第二运算放大器U2和若干个电阻，所述第二运算放大器U2接入电路接地端(GND)和电路电源(VCC)，所述若干个电阻包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5，所述第三电阻R3串联接入所述第二运算放大器U2的同相输入端，所述第五电阻R5并联接入所述第三电阻R3所在的电路，所述第一电阻R1串联接入所述第二运算放大器U2的输出端，所述第二电阻R2与所述第一电阻R1串联连接，所述第四电阻R4接入所述第二运算放大器U2的反馈电路。

具体的，所述放大电路43还包括第一电容C1和第二电容C2，所述第一电容C1并联在所述第二运算放大器U2的电源电压上，所述第一电容C1用以作为低通滤波，减少所述放大电路43中电源的噪音，保证所述信号采集电路对脑电波采集的准确性。

进一步的，所述第二电容C2接入所述第二运算放大器U2的输出反馈电路上，用以作为补偿电容，在所述第二运算放大器U2的运作过程中，改变运算相位移动，补偿运算过程中的滞后。

具体的，所述放大电路43的增益计算公式为：

G＝(R1/R2+1)*(R3/R5+1)；

其中，G为所述放大电路43差模放大收益，R1为第一电阻，R2为第二电阻，R3为第三电阻，R5为第五电阻。

进一步的，所述放大电路43将采集的脑电信号进行放大处理，使得所述脑电信号的波幅能够满足仪器分析需求。

具体的，图6示出了本实用新型实施例中屏蔽干扰电路44结构示意图。所述屏蔽干扰电路44包括第三电容C3、第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8，所述第六电阻R6和所述第八电阻R8串联接入电路，所述第七电阻R7与所述第七电阻R7并联，所述第三电容C3并联接入所述第七电阻R7的两端，所述屏蔽干扰电路44用以屏蔽采集到的脑电波信号中的干扰信号，包括肌电信号、心电信号、工频信号等。

进一步的，所述屏蔽干扰电路44针对脑电信号中的干扰信号，通过所述第三电容C3进行吸收过滤，达到屏蔽干扰信号的作用，获取准确的脑电信号。

具体的，所述干电极1采集脑电波信号时，采集的脑电信号传输到所述信号采集电路中，经过输入缓冲电路42、放大电路43以及屏蔽干扰电路44，将脑电信号放大，便于后续分析处理，对脑电信号进行共模抑制，减少干扰信号的影响，提高脑电信号检测的准确性。

本实用新型提供了一种信号采集电路及干电极1，所述干电极1内部设置有信号采集电路，所述信号采集电路上设置有输入缓冲电路42、放大电路43和屏蔽干扰电路44，所述干电极1采集的脑电信号可以依次经过所述输入缓冲电路42、放大电路43和屏蔽干扰电路44，使得在采集脑电信号时，可以对采集的脑电信号进行初步的过滤和放大，提高脑电信号采集的稳定性，从而提高脑电信号检测的准确性。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，ReadOnly Memory)、随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)、磁盘或光盘等。

另外，以上对本实用新型实施例所提供的一种信号采集电路及干电极进行了详细介绍，本文中应采用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种信号采集电路，其特征在于，所述信号采集电路包括信号接收端、输入缓冲电路、放大电路、屏蔽干扰电路和信号输出端；

所述输入缓冲电路与所述信号接收端连接，所述屏蔽干扰电路与所述信号输出端连接；

所述放大电路的输入端接入所述输入缓冲电路，所述放大电路的输出端接入所述屏蔽干扰电路。

2.如权利要求1所述的信号采集电路，其特征在于，所述输入缓冲电路包括第一运算放大器和输入电阻，所述输入电阻串联接入所述第一运算放大器的同相输入端。

3.如权利要求2所述的信号采集电路，其特征在于，所述第一运算放大器的同相输入端与所述信号接收端电性连接。

4.如权利要求2所述的信号采集电路，其特征在于，所述输入电阻的阻值为200K。

5.如权利要求1所述的信号采集电路，其特征在于，所述放大电路包括第二运算放大器和第一电容，所述第一电容并联接入所述第二运算放大器所在的电路。

6.如权利要求5所述的信号采集电路，其特征在于，所述放大电路还包括第二电容，所述第二电容接入所述第二运算放大器的反馈电路。

7.如权利要求5所述的信号采集电路，其特征在于，所述放大电路还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻；

所述第三电阻串联接入所述第二运算放大器的同相输入端，所述第五电阻并联接入所述第三电阻所在的电路，所述第一电阻串联接入所述第二运算放大器的输出端，所述第二电阻与所述第一电阻串联连接，所述第四电阻接入所述第二运算放大器的反馈电路。

8.如权利要求7所述的信号采集电路，其特征在于，所述放大电路的增益计算公式为：

G＝(R1/R2+1)*(R3/R5+1)；

其中，G为所述放大电路差模放大增益，R1为第一电阻的阻抗值，R2为第二电阻的阻抗值，R3为第三电阻的阻抗值，R5为第五电阻的阻抗值。

9.如权利要求1所述的信号采集电路，其特征在于，所述屏蔽干扰电路包括第三电容、第六电阻、第七电阻和第八电阻，所述第六电阻和所述第八电阻串联接入电路，所述第七电阻与所述第七电阻并联，所述第三电容并联接入所述第七电阻的两端。

10.一种干电极，其特征在于，所述干电极内部设置有如权利要求1至9任一所述的信号采集电路；

所述干电极包括信号采集端，所述信号采集电路与所述信号采集端电性连接。

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