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脑电图机漂移抖动故障的检修
脑电图机是一台高增益、高灵敏度、高共模抑制比、低噪声的精密医用电子仪器.因此哪怕是一些很小的故障和干扰,都会造成描记的漂移或干扰.再加之脑电信号是一种慢频率、低幅度的微弱信号,其记录频率又恰好落在交流电的共频范围内,因此对放大电路和电源电路要求也非常高.笔者从几例不同的漂移故障入手,介绍一下漂移和干扰故障的诊断与检修.
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新型4通道单电源低功耗程控接口脑电放大器的研制
本脑电放大器针对现有同类电路缺点进行改进,采用了新一代高性能模拟与混合信号集成电路芯片,优化了电路结构并通过精细的电路工艺措施实现了噪声电压1.9μVp-p、共模抑制比100dB、输入阻抗80MΩ、基线漂移小、单电源5V供电和工作电流小于10mA等电路指标,并实现了增益控制和滤波控制的数字化接口.1年的应用表明该放大器安全省电、体积小、结构简单、性能稳定,非常适合作为便携式智能型脑电图仪器的前端.
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简易心电信号实验装置的研制
人体的心电信号是一种低频率的微弱信号,心电信号采集的首要环节是对心电信号进行放大和滤波.本文设计了一种简易的心电信号实验装置,能将人体的心电信号直观地在示波器上显示出来,可作为医用电子学、医学仪器设计等课程的辅助实验装置.
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集成运算放大器的简易测试
集成运算放大器是一种高电压增益、高输入阻抗和低输出阻抗的多级直流放大器,具有性能稳定、可靠性高和耗电量少等优点,在医疗电子仪器中得到广泛的应用.集成运放的参数很多,例如有输入失调电压、输入失调电流、开环电压增益、共模抑制比、输入阻抗、输出阻抗、温度漂移、转换速率和静态功耗[1]等十一项之多,测量这些参数,需要使用专门的测试仪器,然而在一般的医疗电子仪器的维修中,有时要求不是很高,所以可以采用简易测试法,又由于集成运放具有较多的引脚(例如一种通用型的集成运放SN72307L就有9个引脚),不像晶体二极管和三极管那么简单,仅用一块万用电表就可测量,因此需要一定的测量装置.
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医用仪器放大滤波电路的性能评估及误差分析
医疗检测仪器的前置放大电路设计有较高的要求,它对放大器的共模抑制比、增益误差、基线漂移、干扰抑制等指标都有很高的要求,本文从理论的角度对以上指标进行评估和分析,为设计和维修医疗设备提供一定的参考.
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有效抑制50Hz干扰的生物电放大器
目的介绍一种生物电放大器可以有效抑制50Hz交流电干扰对微弱电生理信号检测的影响.方法①提高整体电路共模输入阻抗以消除皮肤接触阻抗匹配失衡;②共模电压源控制恒流源降低仪表放大器等效共模输入阻抗;③右腿驱动电路减小共模电压.结果仿真实验和实际应用都表明该放大器在强烈50Hz交流电干扰和皮肤接触阻抗匹配严重失衡的条件下具有良好的干扰抑制能力和微弱信号放大能力.
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新型脑电信号放大检测电路的设计
通过对前置放大器等电路结构的精心设计,选用超低噪声的集成运算放大器以及线性光耦合器等新器件,克服了脑电信号采集中经常遇到的一些困难,使前置放大器具有较高的共模抑制比,从而能够较好地放大检测出所需的脑电信号.
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便携式心电检测放大电路设计
目的:为便于日常心电监护,开发了一种便携式心电检测系统,介绍这种便携式心电检测系统中放大电路的设计.方法:该心电放大电路以AD620、OPA4277和TLC2254作为放大电路核心元件,针对心电信号的特殊信号和干扰频率范围,进行了分析,对由电极采集到的心电信号.通过前置放大部分,将微弱的心电信号高保真放大,并通过低通滤波、高通滤波及50Hz陷波滤除干扰.结果:差模电压增益为1000,共模抑制比为90 dB,输入阻抗大于10Gn,通频带为0.035～110Hz.结论:系统具有高输入阻抗、高共模抑制比、低噪声、低温漂和高信噪比等优点,而且成本低、体积小、耗电少、携带方便.
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基于FPGA与千兆网的多通道高精度脑电采集与传输系统设计
目的:针对现有脑电采集系统受限于传输速率低而导致的采集通道数少、采样频率及有效位低等问题,设计一种多通道高性能脑电信号采集与传输系统.方法:该系统在传统“右腿”驱动放大链路中,加入基于RC零极点补偿技术的前馈电路,提高整体链路的环路稳定性;基于高速现场可编程门阵列芯片(field programmable gate array,FPGA)与4片DDR3,设计了2条实时并行处理的“乒乓”交替数据吞吐机制,以提升系统可承载的实时采集通道数.结果:该系统增加了前端模拟链路的相位裕度、增益、稳定性及工频抑制能力,实现了吞吐率达千兆比特的数据整合与高效传输,大幅提高了系统所能承载的通道数量、采样频率及有效位.终系统实现性能指标为:链路共模抑制比130 dB,有效位24 bit,单通道采样频率500 kHz,传输速率3.125 Gbit/s.结论:该系统可承载256通道大规模采集,尤其可为在非开颅情况下脑部病灶的精确定位诊断提供一套解决方案,为生物学及脑机接口等前沿研究提供有力支撑.
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心电图机抗干扰能力试验方法
阐述了心电图机抗干扰能力试验的必要性,提供了按照医药行业标准YY1139-2000检验心电图机抗干扰能力的原理和方法.通过对多种型号心电图机抗干扰能力的试验,验证了自制试验装置的可靠性和实用性.
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多通道经络电学检测系统的研制
为了解决经络研究中的信息检测问题,我们研制成功了"多通道经络信息检测系统".该系统是以微机为基础的实时多点检测装置.系统硬件包括:电极系统、模拟部分、接口电路和微机系统.软件部分为自编的开放式专用软件,可灵活地调用诸如GRAPHTOOL等数据处理软件进行数据处理.电极系统采用Ag-AgC1防极化电极.模拟部分包括:高阻抗程控隔离放大器、低通虑波器.接口电路包括:多路同步采/保电路、多路变换器、V/I-I/V转换器和A/D变换器以及译码器等.微机系统包括:主机、显示器、打印机、键盘、鼠标等.机型要求在386及以上.本系统具备:高增益,0-60dB程控;高输入阻抗,100MΩ;高共模抑制比,100dB;较低噪声和高安全性.通过科研实际使用证明本系统设计合理,工作稳定.整个过程采用人机对话方式,易于操作,具有灵活的数据处理能力.本系统除可以用于经络电学特性的研究外,配以不同的传感器,可以进行经络的光学、机械以及化学等特性的研究.本系统既是经络实验研究的有力工具,又在临床上具有广阔的应用前景.
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生物电放大电路的50 Hz干扰分析与电路设计
背景:在某些临床应用场合或特殊工作环境中,存在特别强烈的50 Hz干扰,放大器的输出已经达到或接近饱和状态,一般的抗干扰电路和软件算法难以有效抑制.因此必须通过改进硬件电路抑制干扰以得到满意的信号.目的:介绍一种生物电放大器可以有效抑制50 Hz交流电干扰对微弱电生理信号检测的影响.设计:采用先进行理论分析,建立电路模型,再以软件仿真,后设计实现实际应用电路.单位:解放军第三○五医院,空军航空医学研究所.材料:设计50 Hz交流电干扰的等效模型电路及电路仿真软件TINARPO 6.0均由空军航空医学研究所提供,高压电场实验环境由解放军第三○五医院提供的高压电场治疗仪制造.方法:首先在空军航空医学研究所进行理论分析,建立50Hz干扰模型.提出下列三点抗干扰的措施,并应用在电路模型中:①提高整体电路共模输入阻抗以消除皮肤接触阻抗匹配失衡.②共模电压源控制恒流源降低仪表放大器等效共模输入阻抗.③右腿驱动电路减小共模电压.并且通过应用电路仿真软件TINA PRO对上述电路模型进行仿真分析.通过不断改进电路模型,获得正确的仿真结果.根据电路模型,设计实现了能够在强烈干扰环境下有效抑制50 Hz干扰的心电放大器.并在解放军第三○五医院高压电场治疗仪制造的强烈干扰环境下进行了实际使用,有效抑制了50 Hz干扰,获得高质量的心电信号.主要观察指标:通过电路共模抑制比和在强烈干扰环境下获得信号的频谱来评价抗50 Hz交流干扰的能力.结果:为输入回路串接一个100 μ和200 kμ电阻以建立皮肤接触阻抗匹配失衡的状态.皮肤接触阻抗匹配失衡为100μ时放大器在共模电压源的作用下,输出幅度为1.69 mV峰峰值.根据计算,共模抑制比为125.8 dB.皮肤接触阻抗匹配失衡为200 kμ时放大器在共模电压源的作用下,输出幅度为1.78 mV峰峰值.根据计算,共模抑制比为125.3 dB.由频率为20Hz.幅度为50 μV峰峰值,相位相反的两个电压源构成差模信号.1000倍的放大倍数.在电路的输入回路中,串接一个200 k μ电阻以建立皮肤接触阻抗匹配失衡的状态.放大器的输出结果为50 mV峰峰值;输出波形的快速傅立叶变换频谱中没有50Hz谱线.结论:仿真实验和实际应用都表明该放大器在强烈50 Hz交流电干扰和皮肤接触阻抗匹配严重失衡的条件下具有良好的干扰抑制能力和微弱信号放大能力.
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高性能胎儿心电检测电路设计
提出了一种新型的高性能胎儿心电检测电路.电路由AD公司的仪器放大器AD 620和LF444运算放大器构成,结构简单,成本低廉,但性能优异,并且己应用于直接胎儿心电监护设备上.可望用于其它微弱生物信号检测设备.
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便携式心电监护仪中信号采集电路的设计与实现
本文介绍了一种便携式心电监护系统中信号采集电路的设计.该信号采集电路具有采集心电信号和检测R波等功能.采用AD620作为放大器核心元件,使系统具有低噪音、低漂移和高信噪比等优点,而且成本低廉,体积小,使用方便.
