生物肌電數據採集系統的高精度後置放大濾波電路的製作方法

2023-04-25 03:49:26 1

生物肌電數據採集系統的高精度後置放大濾波電路的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種生物肌電數據採集系統的高精度後置放大濾波電路，包括第一放大器～第五放大器、第一電阻～第十二電阻、第一電容～第四電容和雙路四通道模擬開關，其中，第一放大器～第三放大器、第一電阻～第七電阻、第一電容和第二電容共同組成第一級放大電路，第四放大器、第五放大器、雙路四通道模擬開關、第八電阻～第十二電阻、第三電容和第四電容共同組成包括濾波電路的第二級放大電路，第二級放大電路是一個高輸入阻抗的雙端輸入、單端輸出的交流放大電路，第八電阻與第三電容或第四電容串聯構成濾波電路。本發明通過兩級放大電路，實現了生物肌電數據採集系統的高精度信號放大，同時具有高共模抑制比的優點。
【專利說明】生物肌電數據採集系統的高精度後置放大濾波電路

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種生物肌電數據採集系統的放大濾波電路，尤其涉及一種生物肌電數據採集系統的高精度後置放大濾波電路。

【背景技術】
[0002]生物肌體的活動狀態如收縮/擴張頻率、收縮/擴張幅度等，會以生物電(在生命活動過程中在生物體內產生的各種電位或電流，包括細胞膜電位、動作電位、心電、腦電等)的形式反應出來，所以，通過對生物肌體的生物電信號的數據採集可以了解生物肌體的活動狀態，從而獲取相關病理參數或健康參數等。比如:本世紀初，用電流計首次從體表記錄了人的妊娠子宮的電活動，後來，相關學者將這一信號定義為體表子官電信號。自此之後，人們開始了對體表子宮電信號的深入研究。體表子官電信號能夠反映肌肉纖維興奮的原始過程，提供有關子宮肌肉活動的輔助信息，是妊娠和分娩監護的有效手段。
[0003]生物肌電數據採集系統包括電極、前置放大電路、後置放大濾波電路、單片機和PC機，電極用於與肌體接觸採集生物電信號，兩級放大電路用於將生物電信號放大並濾除幹擾信號，PC機用於用戶直觀了解相關信號採集狀態。現有的生物肌電數據採集系統中的後置放大濾波電路，由於生物電信號比較微弱，所以在濾波時其有用信號可能被濾除，而在放大時其幹擾信號也可能被放大，從而會降低後置放大濾波電路的精度，而且其共模抑制比較低，損害了後置放大濾波電路的性能。


【發明內容】

[0004]本發明的目的就在於為了解決上述問題而提供一種生物肌電數據採集系統的高精度後置放大濾波電路。
[0005]本發明通過以下技術方案來實現上述目的:
[0006]本發明所述生物肌電數據採集系統的高精度後置放大濾波電路包括第一放大器?第五放大器、第一電阻?第十二電阻、第一電容?第四電容和雙路四通道模擬開關，所述第一放大器的正極信號輸入端為所述後置放大濾波電路的信號輸入端，所述第一放大器的負極信號輸入端分別與所述第一電阻的第一端和所述第二電阻的第二端連接，所述第一電阻的第二端分別與所述第三電阻的第一端和所述第二放大器的負極信號輸入端連接，所述第二放大器的正極信號輸入端接地，所述第一放大器的輸出端分別與所述第二電阻的第二端和所述第一電容的第一端連接，所述第一電容的第二端與所述第四電阻串聯後分別與所述第五電阻的第一端和所述第三放大器的負極信號輸入端連接，所述第二放大器的輸出端分別與所述第三電阻的第二端和所述第二電容的第一端連接，所述第二電容的第二端串聯所述第六電阻後分別與所述第七電阻的第一端和所述第三放大器的正極信號輸入端連接，所述第七電阻的第二端接地，所述第五電阻的第二端分別與所述第三放大器的輸出端和所述第八電阻的第一端連接，所述第八電阻的第二端分別與所述雙路四通道模擬開關的第一開關的一端和第二開關的一端連接，所述第一開關的另一端分別與所述第三電容的第一端和所述第四放大器的正極信號輸入端連接，所述第三電容的第二端接地，所述第四放大器的負極信號輸入端分別與所述第九電阻的第一端和所述第十電阻的第一端連接，所述第九電阻的第二端接地，所述第十電阻的第二端分別與所述第四放大器的輸出端、所述第五放大器的輸出端、所述第十一電阻的第一端和所述第十二電阻的第一端連接並作為所述後置放大濾波電路的信號輸出端，所述第二開關的第二端分別與所述第四電容的第一端和所述第五放大器的正極信號輸入端連接，所述第四電容的第二端接地，所述第五放大器的負極信號輸入端分別與所述第十一電阻的第二端和所述第十二電阻的第二端連接。
[0007]本發明的有益效果在於:
[0008]本發明採用兩級放大電路，且在第二級放大電路中採用高輸入阻抗的雙端輸入、單端輸出的交流放大電路，實現了生物肌電數據採集系統的高精度信號放大，同時具有高共模抑制比的優點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發明所述生物肌電數據採集系統的結構框圖；
[0010]圖2是本發明所述高精度後置放大濾波電路的電路圖。

【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖對本發明作進一步說明:
[0012]如圖1所示，生物肌電數據採集系統包括電極、前置放大電路、後置放大濾波電路、單片機、RAM和PC機，電極用於與肌體接觸採集生物電信號，本例中電極為第一電極和第二電極，兩級放大電路用於將生物電信號放大並濾除幹擾信號，單片機用於將生物電信號進行數據轉換得到如曲線、表格等直觀信號，RAM是存儲器，PC機用於用戶直觀了解相關信號採集狀態。
[0013]如圖2所示，本發明所述生物肌電數據採集系統的高精度後置放大濾波電路包括第一放大器Al?第五放大器A5、第一電阻Rl?第十二電阻R12、第一電容Cl?第四電容C4和雙路四通道模擬開關，第一放大器Al的正極信號輸入端為所述後置放大濾波電路的信號輸入端Ui,第一放大器Al的負極信號輸入端分別與第一電阻Rl的第一端和第二電阻R2的第二端連接，第一電阻Rl的第二端分別與第三電阻R3的第一端和第二放大器A2的負極信號輸入端連接，第二放大器A2的正極信號輸入端接地,第一放大器Al的輸出端分別與第二電阻R2的第二端和第一電容Cl的第一端連接，第一電容Cl的第二端與第四電阻R4串聯後分別與第五電阻R5的第一端和第三放大器A3的負極信號輸入端連接,第二放大器A2的輸出端分別與第三電阻R3的第二端和第二電容C2的第一端連接，第二電容C2的第二端串聯第六電阻R6後分別與第七電阻R7的第一端和第三放大器A3的正極信號輸入端連接，第七電阻R7的第二端接地，第五電阻R5的第二端分別與第三放大器A3的輸出端和第八電阻R8的第一端連接，第八電阻R8的第二端分別與雙路四通道模擬開關的第一開關Kl的一端和第二開關K2的一端連接,第一開關Kl的另一端分別與第三電容C3的第一端和第四放大器A4的正極信號輸入端連接，第三電容C3的第二端接地，第四放大器A4的負極信號輸入端分別與第九電阻R9的第一端和第十電阻RlO的第一端連接，第九電阻R9的第二端接地，第十電阻RlO的第二端分別與第四放大器A4的輸出端、第五放大器A5的輸出端、第十一電阻Rll的第一端和第十二電阻R12的第一端連接並作為所述後置放大濾波電路的信號輸出端U。，第二開關K2的第二端分別與第四電容C4的第一端和第五放大器A5的正極信號輸入端連接，第四電容C4的第二端接地,第五放大器A5的負極信號輸入端分別與第十一電阻Rll的第二端和第十二電阻R12的第二端連接。
[0014]如圖2所不,上述結構中，第一放大器Al?第三放大器A3、第一電阻Rl?第七電阻R7、第一電容Cl和第二電容C2共同組成第一級放大電路，第四放大器A4、第五放大器A5、雙路四通道模擬開關的第一開關K1、第二開關K2、第八電阻R8?第十二電阻R12、第三電容C3和第四電容C4共同組成包括濾波電路的第二級放大電路，第二級放大電路是一個高輸入阻抗的雙端輸入、單端輸出的交流放大電路，第八電阻R8與第三電容C3或第四電容C4串聯構成濾波電路。第一開關Kl和第二開關K2在工作中只有一個接通，同時另一個關閉，因此可以通過改變第一開關Kl和第二開關K2的開關狀態，同時改變C3、C4來改變濾波效果，或者，同時改變第四放大器A4、第五放大器A5、第八電阻R8?第十二電阻R12來改變放大效果。
【權利要求】
1.一種生物肌電數據採集系統的高精度後置放大濾波電路，其特徵在於:包括第一放大器?第五放大器、第一電阻?第十二電阻、第一電容?第四電容和雙路四通道模擬開關，所述第一放大器的正極信號輸入端為所述後置放大濾波電路的信號輸入端，所述第一放大器的負極信號輸入端分別與所述第一電阻的第一端和所述第二電阻的第二端連接，所述第一電阻的第二端分別與所述第三電阻的第一端和所述第二放大器的負極信號輸入端連接，所述第二放大器的正極信號輸入端接地，所述第一放大器的輸出端分別與所述第二電阻的第二端和所述第一電容的第一端連接，所述第一電容的第二端與所述第四電阻串聯後分別與所述第五電阻的第一端和所述第三放大器的負極信號輸入端連接，所述第二放大器的輸出端分別與所述第三電阻的第二端和所述第二電容的第一端連接，所述第二電容的第二端串聯所述第六電阻後分別與所述第七電阻的第一端和所述第三放大器的正極信號輸入端連接，所述第七電阻的第二端接地，所述第五電阻的第二端分別與所述第三放大器的輸出端和所述第八電阻的第一端連接，所述第八電阻的第二端分別與所述雙路四通道模擬開關的第一開關的一端和第二開關的一端連接，所述第一開關的另一端分別與所述第三電容的第一端和所述第四放大器的正極信號輸入端連接，所述第三電容的第二端接地，所述第四放大器的負極信號輸入端分別與所述第九電阻的第一端和所述第十電阻的第一端連接，所述第九電阻的第二端接地，所述第十電阻的第二端分別與所述第四放大器的輸出端、所述第五放大器的輸出端、所述第十一電阻的第一端和所述第十二電阻的第一端連接並作為所述後置放大濾波電路的信號輸出端，所述第二開關的第二端分別與所述第四電容的第一端和所述第五放大器的正極信號輸入端連接，所述第四電容的第二端接地，所述第五放大器的負極信號輸入端分別與所述第十一電阻的第二端和所述第十二電阻的第二端連接。
【文檔編號】H03F3/45GK104467712SQ201310428531
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月18日 優先權日:2013年9月18日
【發明者】田野, 祝昌宇, 盧力君 申請人:成都英力拓信息技術有限公司