生物肌電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的高共模抑制比前置放大電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種生物肌電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的高共模抑制比前置放大電路，其輸入端連接第一電極和第二電極，包括第一電阻～第十四電阻、第一電容～第四電容、第一放大器～第六放大器，這些元件組成以下四部分電路：高通網(wǎng)絡(luò)、并聯(lián)型雙運(yùn)放放大器、帶有積分反饋電路的高通差分放大器和共模信號(hào)取樣驅(qū)動(dòng)電路。本發(fā)明采用雙電極輸入，并將高通網(wǎng)絡(luò)置于放大器的前端且不接地，若輸入一個(gè)共模電壓，高通網(wǎng)絡(luò)中沒有電流流過(guò)，高通網(wǎng)絡(luò)中各點(diǎn)電位相等，不會(huì)變共模信號(hào)為差模信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)高共模抑制比；另外，本放大電路的放大倍數(shù)都做在前級(jí)放大即并聯(lián)型雙運(yùn)放放大器上，可以在抑制直流干擾的情況下，無(wú)需刻意匹配便可以提供極高的共模抑制比。
【專利說(shuō)明】生物肌電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的高共模抑制比前置放大電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生物肌電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的放大電路，尤其涉及一種生物肌電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的高共模抑制比前置放大電路。
【背景技術(shù)】
[0002]生物肌體的活動(dòng)狀態(tài)如收縮/擴(kuò)張頻率、收縮/擴(kuò)張幅度等，會(huì)以生物電(在生命活動(dòng)過(guò)程中在生物體內(nèi)產(chǎn)生的各種電位或電流，包括細(xì)胞膜電位、動(dòng)作電位、心電、腦電等)的形式反應(yīng)出來(lái)，所以，通過(guò)對(duì)生物肌體的生物電信號(hào)的數(shù)據(jù)采集可以了解生物肌體的活動(dòng)狀態(tài)，從而獲取相關(guān)病理參數(shù)或健康參數(shù)等。比如:本世紀(jì)初，用電流計(jì)首次從體表記錄了人的妊娠子宮的電活動(dòng)，后來(lái)，相關(guān)學(xué)者將這一信號(hào)定義為體表子官電信號(hào)。自此之后，人們開始了對(duì)體表子宮電信號(hào)的深入研究。體表子官電信號(hào)能夠反映肌肉纖維興奮的原始過(guò)程，提供有關(guān)子宮肌肉活動(dòng)的輔助信息，是妊娠和分娩監(jiān)護(hù)的有效手段。
[0003]生物肌電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括電極、前置放大電路、后置放大濾波電路、單片機(jī)和PC機(jī)，電極用于與肌體接觸采集生物電信號(hào)，兩級(jí)放大電路用于將生物電信號(hào)放大并濾除干擾信號(hào)，PC機(jī)用于用戶直觀了解相關(guān)信號(hào)采集狀態(tài)。現(xiàn)有的生物肌電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的前置放大電路，為了避免電極電壓使高增益的前置放大電路進(jìn)入飽和狀態(tài)，所以在輸入端加上隔直電容，但由于信號(hào)源的內(nèi)阻很高，而且兩個(gè)電極不平衡，隔直電容使共模干擾轉(zhuǎn)變?yōu)椴钅８蓴_，降低了共模抑制比，嚴(yán)重?fù)p害了前置放大電路的性能。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種生物肌電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的高共模抑制比前置放大電路。
[0005]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的:
[0006]本發(fā)明所述生物肌電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的高共模抑制比前置放大電路，其輸入端連接第一電極和第二電極，包括第一電阻?第十四電阻、第一電容?第四電容、第一放大器?第六放大器，所述第一電極分別與所述第一電阻的第一端和所述第一電容的第一端連接，所述第一電阻的第二端分別與所述第三電阻的第一端、所述第四電阻的第一端和所述第五放大器的正極信號(hào)輸入端連接，所述第二電極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，所述第一電容的第二端分別與所述第二電阻的第二端和所述第一放大器的正極信號(hào)輸入端連接，所述第二電容的第二端分別與所述第四電阻的第二端和所述第二放大器的正極信號(hào)輸入端連接，所述第一放大器的負(fù)極信號(hào)輸入端分別與所述第五電阻的第一端和所述第六電阻的第一端連接，所述第五電阻的第二端分別與所述第二放大器的負(fù)極信號(hào)輸入端和所述第七電阻的第一端連接，所述第一放大器的輸出端分別與所述第六電阻的第二端和所述第九電阻的第一端連接，所述第二放大器的輸出端分別與所述第七電阻的第二端和所述第八電阻的第一端連接，所述第九電阻的第二端分別與所述第三放大器的負(fù)極信號(hào)輸入端和所述第十電阻的第一端連接，所述第八電阻的第二端分別與所述第三放大器的正極信號(hào)輸入端和所述第十三電阻的第一端連接，所述第三放大器的輸出端分別與所述第十電阻的第二端和所述第十四電阻的第一端連接并作為所述前置放大電路的信號(hào)輸出端，所述第十四電阻的第二端分別與所述第四電容的第一端和所述第六放大器的負(fù)極信號(hào)輸入端連接，所述第六放大器的正極信號(hào)輸入端接地，所述第六放大器的輸出端分別與所述第十三電阻的第二端和所述第四電容的第二端連接，所述第五放大器的輸出端分別與所述第五放大器的負(fù)極信號(hào)輸入端和所述第十二電阻的第一端連接，所述第十二電阻的第二端分別與所述第三電容的第一端和所述第四放大器的負(fù)極信號(hào)輸入端連接，所述第四放大器的正極信號(hào)輸入端接地，所述第三電容串聯(lián)所述第十一電阻后與所述第四放大器的輸出端連接。
[0007]上述結(jié)構(gòu)中，第一電阻?第四電阻、第一電容和第二電容共同組成高通網(wǎng)絡(luò)，第一放大器、第二放大器和第五電阻?第九電阻共同組成并聯(lián)型雙運(yùn)放放大器，第十一電阻、第十二電阻、第三電容、第四放大器和第五放大器共同組成帶有積分反饋電路的高通差分放大器，第十電阻、第十三電阻、第十四電阻、第三放大器、第六放大器和第四電容共同組成共模信號(hào)取樣驅(qū)動(dòng)電路。
[0008]本發(fā)明的有益效果在于:
[0009]本發(fā)明采用雙電極輸入，并將高通網(wǎng)絡(luò)置于放大器的前端且不接地，若輸入一個(gè)共模電壓，高通網(wǎng)絡(luò)中沒有電流流過(guò)，高通網(wǎng)絡(luò)中各點(diǎn)電位相等，不會(huì)變共模信號(hào)為差模信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)高共模抑制比；另外，本放大電路的放大倍數(shù)都做在前級(jí)放大即并聯(lián)型雙運(yùn)放放大器上，可以在抑制直流干擾的情況下，無(wú)需刻意匹配便可以提供極高的共模抑制比。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明所述生物肌電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0011]圖2是本發(fā)明所述高共模抑制比前置放大電路的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0013]如圖1所示，生物肌電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括電極、前置放大電路、后置放大濾波電路、單片機(jī)、RAM和PC機(jī)，電極用于與肌體接觸采集生物電信號(hào)，本例中電極為第一電極和第二電極，兩級(jí)放大電路用于將生物電信號(hào)放大并濾除干擾信號(hào)，單片機(jī)用于將生物電信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換得到如曲線、表格等直觀信號(hào)，RAM是存儲(chǔ)器，PC機(jī)用于用戶直觀了解相關(guān)信號(hào)采集狀態(tài)。
[0014]如圖2所示，本發(fā)明所述高共模抑制比前置放大電路，其輸入端連接第一電極BI和第二電極B2，包括第一電阻Rl?第十四電阻R14、第一電容Cl?第四電容C4、第一放大器Al?第六放大器A6,第一電極BI分別與第一電阻Rl的第一端和第一電容Cl的第一端連接，第一電阻Rl的第二端分別與第三電阻R3的第一端、第四電阻R4的第一端和第五放大器A5的正極信號(hào)輸入端連接，第二電極B2分別與第三電阻R3的第二端和第二電容C2的第一端連接，第一電容Cl的第二端分別與第二電阻R2的第二端和第一放大器Al的正極信號(hào)輸入端連接，第二電容C2的第二端分別與第四電阻R4的第二端和第二放大器A2的正極信號(hào)輸入端連接，第一放大器Al的負(fù)極信號(hào)輸入端分別與第五電阻R5的第一端和第六電阻R6的第一端連接,第五電阻R5的第二端分別與第二放大器A2的負(fù)極信號(hào)輸入端和第七電阻R7的第一端連接,第一放大器Al的輸出端分別與第六電阻R6的第二端和第九電阻R9的第一端連接，第二放大器A2的輸出端分別與第七電阻R7的第二端和第八電阻R8的第一端連接，第九電阻R9的第二端分別與第三放大器A3的負(fù)極信號(hào)輸入端和第十電阻RlO的第一端連接，第八電阻R8的第二端分別與第三放大器A3的正極信號(hào)輸入端和第十三電阻R13的第一端連接，第三放大器A3的輸出端分別與第十電阻RlO的第二端和第十四電阻R14的第一端連接并作為所述前置放大電路的信號(hào)輸出端Uo，第十四電阻R14的第二端分別與第四電容C4的第一端和第六放大器A6的負(fù)極信號(hào)輸入端連接,第六放大器A6的正極信號(hào)輸入端接地，第六放大器A6的輸出端分別與第十三電阻R13的第二端和第四電容C4的第二端連接，第五放大器A5的輸出端分別與第五放大器A5的負(fù)極信號(hào)輸入端和第十二電阻R12的第一端連接，第十二電阻R12的第二端分別與第三電容C3的第一端和第四放大器A4的負(fù)極信號(hào)輸入端連接，第四放大器A4的正極信號(hào)輸入端接地，第三電容C3串聯(lián)第十一電阻Rll后與第四放大器A4的輸出端連接。
[0015]如圖2所不，上述結(jié)構(gòu)中，第一電阻Rl?第四電阻R4、第一電容Cl和第二電容C2共同組成高通網(wǎng)絡(luò)，第一放大器Al、第二放大器A2和第五電阻R5?第九電阻R9共同組成并聯(lián)型雙運(yùn)放放大器，第十一電阻R11、第十二電阻R12、第三電容C3、第四放大器A4和第五放大器A5共同組成帶有積分反饋電路的高通差分放大器，第十電阻R10、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第三放大器A3、第六放大器A6和第四電容C4共同組成共模信號(hào)取樣驅(qū)動(dòng)電路。
【權(quán)利要求】
1.一種生物肌電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的高共模抑制比前置放大電路，其輸入端連接第一電極和第二電極，其特征在于:包括第一電阻?第十四電阻、第一電容?第四電容、第一放大器?第六放大器，所述第一電極分別與所述第一電阻的第一端和所述第一電容的第一端連接，所述第一電阻的第二端分別與所述第三電阻的第一端、所述第四電阻的第一端和所述第五放大器的正極信號(hào)輸入端連接，所述第二電極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，所述第一電容的第二端分別與所述第二電阻的第二端和所述第一放大器的正極信號(hào)輸入端連接，所述第二電容的第二端分別與所述第四電阻的第二端和所述第二放大器的正極信號(hào)輸入端連接，所述第一放大器的負(fù)極信號(hào)輸入端分別與所述第五電阻的第一端和所述第六電阻的第一端連接，所述第五電阻的第二端分別與所述第二放大器的負(fù)極信號(hào)輸入端和所述第七電阻的第一端連接，所述第一放大器的輸出端分別與所述第六電阻的第二端和所述第九電阻的第一端連接，所述第二放大器的輸出端分別與所述第七電阻的第二端和所述第八電阻的第一端連接，所述第九電阻的第二端分別與所述第三放大器的負(fù)極信號(hào)輸入端和所述第十電阻的第一端連接，所述第八電阻的第二端分別與所述第三放大器的正極信號(hào)輸入端和所述第十三電阻的第一端連接，所述第三放大器的輸出端分別與所述第十電阻的第二端和所述第十四電阻的第一端連接并作為所述前置放大電路的信號(hào)輸出端，所述第十四電阻的第二端分別與所述第四電容的第一端和所述第六放大器的負(fù)極信號(hào)輸入端連接，所述第六放大器的正極信號(hào)輸入端接地，所述第六放大器的輸出端分別與所述第十三電阻的第二端和所述第四電容的第二端連接，所述第五放大器的輸出端分別與所述第五放大器的負(fù)極信號(hào)輸入端和所述第十二電阻的第一端連接，所述第十二電阻的第二端分別與所述第三電容的第一端和所述第四放大器的負(fù)極信號(hào)輸入端連接，所述第四放大器的正極信號(hào)輸入端接地，所述第三電容串聯(lián)所述第十一電阻后與所述第四放大器的輸出端連接。
【文檔編號(hào)】A61B5/0488GK104467713SQ201310428583
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】田野, 夏梅宸, 劉志才 申請(qǐng)人:成都英力拓信息技術(shù)有限公司