0 引 言
監(jiān)護(hù)儀是一種用以測(cè)量和監(jiān)控病人生理參數(shù),，并可與已知設(shè)定值進(jìn)行比較,，如果出現(xiàn)超差可發(fā)出報(bào)警的裝置或系統(tǒng)。便攜式監(jiān)護(hù)儀小型方便,，結(jié)構(gòu)簡單,，性能穩(wěn)定，可以隨身攜帶,，可由電池供電,，一般用于非監(jiān)護(hù)室及外出搶救病人的監(jiān)護(hù)。心血管疾病是人類生命的最主要威脅之一,，而心電（Electrocardiogram,，ECG信號(hào)是診斷心血管疾病的主要依據(jù)，因此實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)病人心電活動(dòng),，設(shè)計(jì)自動(dòng)采集病人心電信號(hào)的便攜式系統(tǒng)具有重要意義,。
傳統(tǒng)的導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)采用通用的三電極方式，右胸上電極及左腹下電極為心電采樣電極,，右腹下電極為右腿驅(qū)動(dòng)電極,。這種聯(lián)接方式有效實(shí)用，有利于便攜使用,。便攜式監(jiān)護(hù)儀分析處理系統(tǒng)可以分為兩大部分,，一是攜帶在被檢查者身上的袖珍監(jiān)護(hù)儀，二是由微機(jī)系統(tǒng)組成的心電圖處理診斷系統(tǒng),。被檢查者將某一時(shí)段的動(dòng)態(tài)心電信號(hào)由監(jiān)護(hù)儀記錄下來,，通過GPRS通信方式將數(shù)據(jù)傳送到醫(yī)院的心電圖處理診斷系統(tǒng)中。心電信號(hào)是由人體心臟發(fā)出相當(dāng)復(fù)雜的微弱信號(hào),，為了獲得含有較小噪聲的心電信號(hào),，需要對(duì)采集到的心電信號(hào)做降噪處理,。
本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：
（1）目前對(duì)心電信號(hào)的降噪有多種方法,，這里主要從濾波的方面介紹將噪聲從信號(hào)中分離,。濾波采用高通和低通兩級(jí)濾波，濾波電路經(jīng)Workbench仿真效果明顯,。
?。?）與以往雙T型50 Hz陷波器不同的是，該設(shè)計(jì)電路引入放大器形成正反饋,，以減小阻帶寬度,。
（3）本文為人體日常生活方便,，設(shè)計(jì)了導(dǎo)聯(lián)電極脫落檢測(cè)電路,，防止運(yùn)動(dòng)輸入電極脫落。
1 心電信號(hào)的特點(diǎn)及整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
心電信號(hào)屬醫(yī)學(xué)生物信號(hào),，它一般具有以下特點(diǎn)：隨機(jī)性較強(qiáng),，即信號(hào)無法用確定的函數(shù)描述，而只能用統(tǒng)計(jì)的方法,，從大量測(cè)量結(jié)果中看其規(guī)律,；噪聲背景強(qiáng)，即要測(cè)的有用信號(hào)往往淹沒在許多無用信號(hào)中,。常規(guī)心電信號(hào)的頻帶范圍是O．05～100 Hz,，在此頻帶范圍內(nèi)包含了心電信號(hào)90％的能量成分。由于心電信號(hào)是mV級(jí)的信號(hào),，因此對(duì)于干擾環(huán)境而言,，它是非常微弱的信號(hào)。
心電信號(hào)由皮膚電極取自于人體表面,，是一種低頻率的微弱雙極性信號(hào),。它淹沒在許多較強(qiáng)的干擾和噪聲之中。這些干擾主要包括肌電信號(hào),、呼吸波信號(hào)等體內(nèi)干擾信號(hào)和以50 Hz工頻干擾,、電極與皮膚界面之間的噪聲為主的體外電磁場(chǎng)干擾信號(hào)的影響。信號(hào)源阻抗大約100 kΩ,，信號(hào)為10μV～5 mV,，典型值為1 mV，加上周圍的電磁干擾（特別是50 Hz的工頻干擾）比較大,，要求放大電路具有高增益,、高輸入阻抗和高共模抑制比；為保持信號(hào)的穩(wěn)定,，還要求輸入失調(diào)電壓和偏置電流小,、溫漂?。粸榱吮阌陔S身攜帶,，還要求體積小,、電源電壓低、耗電少等,。
對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行精確測(cè)量,，必須設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良的放大器。放大器的核心和關(guān)鍵是前置級(jí)的設(shè)計(jì),。整個(gè)前置級(jí)電路由前置放大電路,，陷波電路和濾波電路構(gòu)成。從體表獲得的心電信號(hào)經(jīng)導(dǎo)聯(lián)輸入后,，ECG信號(hào)經(jīng)運(yùn)放構(gòu)成的前置放大器放大，濾波器濾除其中的高頻干擾后,，再經(jīng)一個(gè)50 Hz陷波器進(jìn)一步抑制電源干擾,，然后通過電平位移進(jìn)入A／D轉(zhuǎn)換，從而得到數(shù)字化的心電信號(hào),。
2 電路結(jié)構(gòu)描述,，心電信號(hào)的傳感、放大及濾波
2．1 電路結(jié)構(gòu)描述和仿真
整個(gè)監(jiān)護(hù)儀是由前置放大電路,，陷波電路和濾波電路構(gòu)成,。醫(yī)學(xué)傳感器獲得體表的心電信號(hào)濾除其他頻段干擾后經(jīng)過放大調(diào)理和A／D轉(zhuǎn)換之后傳給計(jì)算機(jī)以供數(shù)據(jù)分析。其中便攜性方面設(shè)計(jì)了電極脫落檢測(cè)電路,，擺脫電纜羈絆,，使使用者能隨身攜帶。硬件電路用Workbench軟件進(jìn)行仿真能實(shí)現(xiàn)其功能,，采用的濾波函數(shù)用Matlab和Filterlab軟件仿真之后能達(dá)到設(shè)計(jì)要求,。濾波方法采用50 Hz陷波之后，再經(jīng)過高低通兩級(jí)濾波,，引入放大器形成正反饋,，以減小阻帶寬度。
2．2 心電輸入電極
電極對(duì)動(dòng)態(tài)心電圖采集記錄心電信號(hào)的質(zhì)量至關(guān)重要,，采用電極應(yīng)貼附力強(qiáng),、透氣性好、吸汗,、電極導(dǎo)電性能好,、極化電壓低的優(yōu)質(zhì)電極，此外還應(yīng)該具有對(duì)皮膚刺激小,、佩帶舒適,、拆卸方便等優(yōu)點(diǎn),。通常采用表面鍍有AgCl的可拆卸的一次性軟電極，并在電極上涂有優(yōu)質(zhì)導(dǎo)電膏,。
2．3 前置放大器
便攜機(jī)前置放大電路是對(duì)心電功能進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)的關(guān)鍵部分,，要求該系統(tǒng)能在強(qiáng)的噪聲背景下，通過體表傳感器不失真地將心電信號(hào)檢測(cè)出來,，放大至合適的幅度,，送入A／D變成數(shù)字信號(hào)，供計(jì)算機(jī)分析處理,。
對(duì)心電信號(hào)等生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的采集采用模塊化的方式,，主要由前端醫(yī)學(xué)傳感器、信號(hào)濾波放大調(diào)理電路和A／D采樣電路組成,。其中調(diào)理電路根據(jù)不同生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的頻譜和幅度范圍的不同選擇不同的濾波器和放大電路,。通過前置放大部分對(duì)ECG信號(hào)進(jìn)行放大，此部分包括右腿驅(qū)動(dòng)以抑制共模干擾,、屏蔽線驅(qū)動(dòng)以消除引線干擾,，增益設(shè)成10倍左右。設(shè)計(jì)前置放大采用美國模擬器件公司生產(chǎn)的醫(yī)用放大器AD620,。放大后的信號(hào)經(jīng)濾波,、50 Hz陷波處理后再進(jìn)一步放大，后級(jí)增益設(shè)成100倍左右,。由于心電信號(hào)幅度最大為幾個(gè)mV,，而A／D轉(zhuǎn)換中輸入信號(hào)的幅度要求在1 V以上，所以總增益設(shè)成1 000倍左右,。
其中,，濾波采用二階高（低）通濾波電路，用于消除O．05～100 Hz頻帶以外的肌電等干擾信號(hào),，工頻中的其余高次諧波也可被濾除掉,。同時(shí)，采用有源雙T帶阻濾波電路進(jìn)一步抑制50 Hz工頻干擾,。
2．4 心電信號(hào)的放大
心電信號(hào)屬于高強(qiáng)噪聲下的低頻微弱信號(hào),，且電極與體表的接觸電阻一般高達(dá)幾兆歐，所以要求前置放大級(jí)應(yīng)具有高輸入阻抗,、高共摸抑制比,、低噪聲、高增益且可調(diào),、低功耗和抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn),。經(jīng)過比較，選用Analog Device公司的低價(jià)儀表放大器AD620,。
心電信號(hào)的放大具體實(shí)現(xiàn)電路見圖1,。心電信號(hào)前置放大級(jí)的增益不易設(shè)定太高,，以免在干擾較強(qiáng)時(shí)信號(hào)引起嚴(yán)重失真。為更好地消除共模電壓,，設(shè)計(jì)了自舉屏蔽驅(qū)動(dòng)電路如圖1所示,。采用緩沖放大器將連接點(diǎn)的共模電位驅(qū)動(dòng)到屏蔽線，在輸入共模信號(hào)時(shí)使屏蔽線與芯線等電位,，在差模信號(hào)輸入時(shí)沒有影響,。為了進(jìn)一步提高電路的抗干擾能力，采用右腿驅(qū)動(dòng)電路從根本上降低空間電場(chǎng)在人體上產(chǎn)生的干擾,。此右腿驅(qū)動(dòng)不是實(shí)際意義上的右腿驅(qū)動(dòng),，因?yàn)橛捎诖讼到y(tǒng)的側(cè)重點(diǎn)在于便攜操作，選用腹部右下側(cè)設(shè)置電極,。
2．5 電極脫落檢測(cè)
由于此系統(tǒng)應(yīng)用于人體日常生活中,，人常常處于活動(dòng)狀態(tài)，這樣輸入電極很可能脫落,，從而使系統(tǒng)不能正常工作,。為此，設(shè)計(jì)了導(dǎo)聯(lián)電極脫落檢測(cè)電路如圖2所示,。
正常情況下，正負(fù)電極對(duì)人體皮膚形成的極化電壓可以互相抵消,。當(dāng)一側(cè)電極脫落時(shí),，將有較大的極化電壓輸入，通過一個(gè)比較器,，當(dāng)比較電壓超出范圍時(shí),，認(rèn)為電極導(dǎo)聯(lián)脫落，V0輸出電平由正常時(shí)的高電平變?yōu)榈碗娖?，下?jí)三極管導(dǎo)通,，蜂鳴器發(fā)聲指示。
0 引 言
監(jiān)護(hù)儀是一種用以測(cè)量和監(jiān)控病人生理參數(shù),，并可與已知設(shè)定值進(jìn)行比較,，如果出現(xiàn)超差可發(fā)出報(bào)警的裝置或系統(tǒng)。便攜式監(jiān)護(hù)儀小型方便,，結(jié)構(gòu)簡單,，性能穩(wěn)定，可以隨身攜帶,，可由電池供電,，一般用于非監(jiān)護(hù)室及外出搶救病人的監(jiān)護(hù)。心血管疾病是人類生命的最主要威脅之一,，而心電（Electrocardiogram,，ECG信號(hào)是診斷心血管疾病的主要依據(jù),，因此實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)病人心電活動(dòng)，設(shè)計(jì)自動(dòng)采集病人心電信號(hào)的便攜式系統(tǒng)具有重要意義,。
傳統(tǒng)的導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)采用通用的三電極方式,，右胸上電極及左腹下電極為心電采樣電極，右腹下電極為右腿驅(qū)動(dòng)電極,。這種聯(lián)接方式有效實(shí)用,，有利于便攜使用。便攜式監(jiān)護(hù)儀分析處理系統(tǒng)可以分為兩大部分,，一是攜帶在被檢查者身上的袖珍監(jiān)護(hù)儀,，二是由微機(jī)系統(tǒng)組成的心電圖處理診斷系統(tǒng)。被檢查者將某一時(shí)段的動(dòng)態(tài)心電信號(hào)由監(jiān)護(hù)儀記錄下來,，通過GPRS通信方式將數(shù)據(jù)傳送到醫(yī)院的心電圖處理診斷系統(tǒng)中,。心電信號(hào)是由人體心臟發(fā)出相當(dāng)復(fù)雜的微弱信號(hào)，為了獲得含有較小噪聲的心電信號(hào),，需要對(duì)采集到的心電信號(hào)做降噪處理,。
本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：
（1）目前對(duì)心電信號(hào)的降噪有多種方法,，這里主要從濾波的方面介紹將噪聲從信號(hào)中分離,。濾波采用高通和低通兩級(jí)濾波，濾波電路經(jīng)Workbench仿真效果明顯,。
?。?）與以往雙T型50 Hz陷波器不同的是，該設(shè)計(jì)電路引入放大器形成正反饋,，以減小阻帶寬度,。
（3）本文為人體日常生活方便,，設(shè)計(jì)了導(dǎo)聯(lián)電極脫落檢測(cè)電路,，防止運(yùn)動(dòng)輸入電極脫落。
1 心電信號(hào)的特點(diǎn)及整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
心電信號(hào)屬醫(yī)學(xué)生物信號(hào),，它一般具有以下特點(diǎn)：隨機(jī)性較強(qiáng),，即信號(hào)無法用確定的函數(shù)描述，而只能用統(tǒng)計(jì)的方法,，從大量測(cè)量結(jié)果中看其規(guī)律,；噪聲背景強(qiáng)，即要測(cè)的有用信號(hào)往往淹沒在許多無用信號(hào)中,。常規(guī)心電信號(hào)的頻帶范圍是O．05～100 Hz,，在此頻帶范圍內(nèi)包含了心電信號(hào)90％的能量成分。由于心電信號(hào)是mV級(jí)的信號(hào)，因此對(duì)于干擾環(huán)境而言,，它是非常微弱的信號(hào),。
心電信號(hào)由皮膚電極取自于人體表面，是一種低頻率的微弱雙極性信號(hào),。它淹沒在許多較強(qiáng)的干擾和噪聲之中,。這些干擾主要包括肌電信號(hào)、呼吸波信號(hào)等體內(nèi)干擾信號(hào)和以50 Hz工頻干擾,、電極與皮膚界面之間的噪聲為主的體外電磁場(chǎng)干擾信號(hào)的影響,。信號(hào)源阻抗大約100 kΩ，信號(hào)為10μV～5 mV,，典型值為1 mV,，加上周圍的電磁干擾（特別是50 Hz的工頻干擾）比較大，要求放大電路具有高增益,、高輸入阻抗和高共模抑制比,；為保持信號(hào)的穩(wěn)定，還要求輸入失調(diào)電壓和偏置電流小,、溫漂?。粸榱吮阌陔S身攜帶,，還要求體積小,、電源電壓低、耗電少等,。
對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行精確測(cè)量,，必須設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良的放大器。放大器的核心和關(guān)鍵是前置級(jí)的設(shè)計(jì),。整個(gè)前置級(jí)電路由前置放大電路，陷波電路和濾波電路構(gòu)成,。從體表獲得的心電信號(hào)經(jīng)導(dǎo)聯(lián)輸入后,，ECG信號(hào)經(jīng)運(yùn)放構(gòu)成的前置放大器放大，濾波器濾除其中的高頻干擾后,，再經(jīng)一個(gè)50 Hz陷波器進(jìn)一步抑制電源干擾,，然后通過電平位移進(jìn)入A／D轉(zhuǎn)換，從而得到數(shù)字化的心電信號(hào),。
2 電路結(jié)構(gòu)描述,，心電信號(hào)的傳感、放大及濾波
2．1 電路結(jié)構(gòu)描述和仿真
整個(gè)監(jiān)護(hù)儀是由前置放大電路,，陷波電路和濾波電路構(gòu)成,。醫(yī)學(xué)傳感器獲得體表的心電信號(hào)濾除其他頻段干擾后經(jīng)過放大調(diào)理和A／D轉(zhuǎn)換之后傳給計(jì)算機(jī)以供數(shù)據(jù)分析。其中便攜性方面設(shè)計(jì)了電極脫落檢測(cè)電路，擺脫電纜羈絆,，使使用者能隨身攜帶,。硬件電路用Workbench軟件進(jìn)行仿真能實(shí)現(xiàn)其功能，采用的濾波函數(shù)用Matlab和Filterlab軟件仿真之后能達(dá)到設(shè)計(jì)要求,。濾波方法采用50 Hz陷波之后,，再經(jīng)過高低通兩級(jí)濾波，引入放大器形成正反饋,，以減小阻帶寬度,。
2．2 心電輸入電極
電極對(duì)動(dòng)態(tài)心電圖采集記錄心電信號(hào)的質(zhì)量至關(guān)重要，采用電極應(yīng)貼附力強(qiáng),、透氣性好,、吸汗、電極導(dǎo)電性能好,、極化電壓低的優(yōu)質(zhì)電極,，此外還應(yīng)該具有對(duì)皮膚刺激小、佩帶舒適,、拆卸方便等優(yōu)點(diǎn),。通常采用表面鍍有AgCl的可拆卸的一次性軟電極，并在電極上涂有優(yōu)質(zhì)導(dǎo)電膏,。
2．3 前置放大器
便攜機(jī)前置放大電路是對(duì)心電功能進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)的關(guān)鍵部分,，要求該系統(tǒng)能在強(qiáng)的噪聲背景下，通過體表傳感器不失真地將心電信號(hào)檢測(cè)出來,，放大至合適的幅度,，送入A／D變成數(shù)字信號(hào)，供計(jì)算機(jī)分析處理,。
對(duì)心電信號(hào)等生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的采集采用模塊化的方式,，主要由前端醫(yī)學(xué)傳感器、信號(hào)濾波放大調(diào)理電路和A／D采樣電路組成,。其中調(diào)理電路根據(jù)不同生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的頻譜和幅度范圍的不同選擇不同的濾波器和放大電路,。通過前置放大部分對(duì)ECG信號(hào)進(jìn)行放大，此部分包括右腿驅(qū)動(dòng)以抑制共模干擾,、屏蔽線驅(qū)動(dòng)以消除引線干擾,，增益設(shè)成10倍左右。設(shè)計(jì)前置放大采用美國模擬器件公司生產(chǎn)的醫(yī)用放大器AD620,。放大后的信號(hào)經(jīng)濾波,、50 Hz陷波處理后再進(jìn)一步放大，后級(jí)增益設(shè)成100倍左右,。由于心電信號(hào)幅度最大為幾個(gè)mV,，而A／D轉(zhuǎn)換中輸入信號(hào)的幅度要求在1 V以上，所以總增益設(shè)成1 000倍左右。
其中,，濾波采用二階高（低）通濾波電路,，用于消除O．05～100 Hz頻帶以外的肌電等干擾信號(hào)，工頻中的其余高次諧波也可被濾除掉,。同時(shí),，采用有源雙T帶阻濾波電路進(jìn)一步抑制50 Hz工頻干擾。
2．4 心電信號(hào)的放大
心電信號(hào)屬于高強(qiáng)噪聲下的低頻微弱信號(hào),，且電極與體表的接觸電阻一般高達(dá)幾兆歐,，所以要求前置放大級(jí)應(yīng)具有高輸入阻抗、高共摸抑制比,、低噪聲,、高增益且可調(diào)、低功耗和抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn),。經(jīng)過比較,，選用Analog Device公司的低價(jià)儀表放大器AD620。
心電信號(hào)的放大具體實(shí)現(xiàn)電路見圖1,。心電信號(hào)前置放大級(jí)的增益不易設(shè)定太高,，以免在干擾較強(qiáng)時(shí)信號(hào)引起嚴(yán)重失真。為更好地消除共模電壓,，設(shè)計(jì)了自舉屏蔽驅(qū)動(dòng)電路如圖1所示,。采用緩沖放大器將連接點(diǎn)的共模電位驅(qū)動(dòng)到屏蔽線，在輸入共模信號(hào)時(shí)使屏蔽線與芯線等電位,，在差模信號(hào)輸入時(shí)沒有影響,。為了進(jìn)一步提高電路的抗干擾能力，采用右腿驅(qū)動(dòng)電路從根本上降低空間電場(chǎng)在人體上產(chǎn)生的干擾,。此右腿驅(qū)動(dòng)不是實(shí)際意義上的右腿驅(qū)動(dòng),，因?yàn)橛捎诖讼到y(tǒng)的側(cè)重點(diǎn)在于便攜操作，選用腹部右下側(cè)設(shè)置電極,。
2．5 電極脫落檢測(cè)
由于此系統(tǒng)應(yīng)用于人體日常生活中,，人常常處于活動(dòng)狀態(tài)，這樣輸入電極很可能脫落,，從而使系統(tǒng)不能正常工作,。為此,，設(shè)計(jì)了導(dǎo)聯(lián)電極脫落檢測(cè)電路如圖2所示,。
正常情況下，正負(fù)電極對(duì)人體皮膚形成的極化電壓可以互相抵消,。當(dāng)一側(cè)電極脫落時(shí),，將有較大的極化電壓輸入，通過一個(gè)比較器，當(dāng)比較電壓超出范圍時(shí),，認(rèn)為電極導(dǎo)聯(lián)脫落,，V0輸出電平由正常時(shí)的高電平變?yōu)榈碗娖剑录?jí)三極管導(dǎo)通,，蜂鳴器發(fā)聲指示,。
2．6 心電信號(hào)的濾波
BT3受到各種噪聲的干擾，噪聲來源通常有下面幾種：工頻干擾,、電極接觸噪聲,、人為運(yùn)動(dòng)肌電干擾（EMG）、基線漂移等,。其中50 Hz的工頻干擾最為嚴(yán)重,，也是最難消除的。其他的各種噪聲通過高截低通,、高通低截濾波方法可以很好地消除,。
從心電電極得到的心電信號(hào)先要經(jīng)過前置放大電路，被處理后的信號(hào)具有低噪聲,、低漂移,、低共模抑制比等性能。這時(shí)候的心電信號(hào)主要受到工頻,、肌電等信號(hào)的干擾,。心電信號(hào)需經(jīng)過兩次陷波和兩次濾波以實(shí)現(xiàn)消噪的目的，兩次陷波分別濾掉50 Hz的工頻信號(hào)和100 Hz的倍頻諧波信號(hào),，兩個(gè)濾波器分別是0．05 Hz高通濾波器和100 Hz的低通濾波器,。這樣可得到較為光滑的波形。
2．6．1 陷波電路
陷波器的電路如圖3所示,，該電路是帶雙T網(wǎng)絡(luò)的有源濾波器,，其傳遞函數(shù)：
與以往雙T型陷波器不同的是，該電路引入放大器A2形成正反饋,，以減小阻帶寬度,，使得阻帶中心頻率附近兩邊的幅值增大。品質(zhì)因數(shù)Q可以通過變阻器Rw來調(diào)節(jié),。R和C的值可由中心頻率f0確定,。
當(dāng)f0=50 Hz時(shí)，C和R分別取O．068μF和47 kΩ,；f0=100 Hz時(shí),，C和R分別取O．068μF和24 kΩ。
圖4為式（1）傳遞函數(shù)的Filterlab 2．0的仿真結(jié)果,。由此可以看出陷波電路設(shè)計(jì)符合要求,。
2．6．2 帶通濾波電路
帶通濾波器電路如圖5所示,，采用的是帶反饋的有源濾波器。該電路前半部分是0．05 Hz的高通濾波器,，后半部分為100 Hz的低通濾波器,。
高通濾波器的傳遞函數(shù)：
各電阻電容值的選取，除了能夠?yàn)V波以外還具有放大作用,。以上全部電路所用的放大器均是TI公司的OPA2137,。
圖6是Matlab的濾波仿真結(jié)果，從圖中可以看出,，信號(hào)在50 Hz處被很好地抑制了,，濾波的效果非常理想，完全可以達(dá)到臨床實(shí)用的要求,。
濾波器對(duì)最終信號(hào)的質(zhì)量尤為重要,，由于濾波器的性能對(duì)元器件的誤差相當(dāng)靈敏，因此在這一級(jí)的設(shè)計(jì)中需要選用穩(wěn)定而精密的阻容原件,，可串聯(lián)精密電位器以獲得較好的效果,。
3 結(jié) 語
電路中各濾波器的性能與濾波器的參數(shù)有直接關(guān)系，需經(jīng)過正確計(jì)算,。陷波器雙T型網(wǎng)絡(luò)中的電阻和電容需要精確匹配,，以保證雙T網(wǎng)絡(luò)的對(duì)稱，否則陷波深度會(huì)受影響,。變阻器如何調(diào)節(jié)將會(huì)影響波形的好壞,，可在實(shí)驗(yàn)中調(diào)試得出。
圖7是實(shí)際電路測(cè)試的結(jié)果（縱坐標(biāo)為μV）,，可以看到該電路較好地完成了對(duì)心電的降噪,。當(dāng)然，在降噪過程中還可以增加屏蔽技術(shù),，以進(jìn)一步減少外部信號(hào)的干擾,。帶通濾波器還可以設(shè)計(jì)成只帶一個(gè)放大器的濾波器，使電路更為簡單,，但是精確率可能會(huì)降低,。
要想獲得清晰穩(wěn)定的心電信號(hào)，心電放大器中前置放大器與濾波器的設(shè)計(jì)很關(guān)鍵,，特別是50 Hz的帶阻濾波器尤其重要,。本文設(shè)計(jì)的以AD620型運(yùn)放構(gòu)成的心電放大器可實(shí)現(xiàn)輸出電壓高增益、低噪聲,、高靈敏度,，保證心電信號(hào)清晰穩(wěn)定，按上述設(shè)計(jì)制作出的監(jiān)護(hù)儀體積小,、耗電少,、攜帶方便、工作正常,。經(jīng)實(shí)測(cè)輸出心電波形基本無失真,，P波、T波都能得到真實(shí)顯示,。特別是該電路抗50 Hz陷波性能好,，信號(hào)中基本看不到寄生工頻干擾。電路穩(wěn)定性好,，即使電極脫落,，基線亦無明顯漂移。滿足家居監(jiān)護(hù)以及病理分析的要求,。
作為便攜式監(jiān)護(hù)儀器,，硬件結(jié)構(gòu)簡單、體積便于攜帶是其自身固有的特點(diǎn),。本文針對(duì)這些特點(diǎn),，心電信號(hào)采集存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理從節(jié)省電能和成本方面考慮采用MSP430單片機(jī)。為使濾波函數(shù)得以更好地實(shí)現(xiàn),，可采用具有運(yùn)算速度快和浮點(diǎn)運(yùn)算優(yōu)點(diǎn)的DSP芯片進(jìn)行改進(jìn),，使采集的信號(hào)失真更小，保真度更高,，對(duì)ECG信號(hào)的采集準(zhǔn)確率大大提高,，但DSP昂貴的價(jià)格會(huì)使成本提高。