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肌电放大电路设计方案报告.doc
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1、肌电放大电路(电池供电)设计汇报天津大学精仪学院04级生物医学工程一班-王昊博一、设计目标及意义肌电是人体肌肉、神经兴奋产生生物电结果。利用肌电信号能够达成很多目标,比如利用肌电控制假肢、肌电刺激诊疗肌肉萎缩、在体育活动中诊疗肌肉力量和肌肉疲惫等等。表面肌电则是从人体皮肤表面经过电极统计下来神经肌肉生物电信号,含有没有创性,操作简单优点,有着广泛应用前景。二、系统设计肌电信号特征:幅值小,15100V;信号频谱宽101000Hz;脉冲时间0.620ms。存在干扰:表面电极极化电压(几十个mV),50Hz工频干扰,器件本身噪声。带通:5500Hz 设计中考虑问题:1、肌电信号幅值居中,前置级增益
2、300,主放增益4。能够把20V100V信号放大到能够观察量级。2、即使整个系统由电池供电,但因为产品关键在室内使用,而且调试时需要用到信号源作输入,所以仍然要采取方法预防50Hz电场干扰。3、放大器前置级应低噪声、低漂移。放大器噪声决定了放大器能检测到微弱信号下限。肌电幅值下限为20V,所以在电极短路时噪声幅度应在10V以下。最好能达成5V。4、为消除极化电压,电极阻抗缓慢改变及测量时电极移动造成伪迹,前置级应设有隔直电路(高通网络),消除低频干扰。5、电路共模抑制比应尽可能高,通常要求80dB以上,最好能达成100dB。6、采取共模驱动电路避免由参数不匹配带来共模干扰变成差模干扰从而和肌电
3、信号相混杂问题,同时能够提升共模输入阻抗(右腿驱动电路)7、为避免信号失真,在通频带内增益应保持一致,即幅值平滑。采取表面电极时,肌电信号能量集中在500Hz以下,本设计采取三阶巴特沃思滤波器。8、肌电作为信号源内阻很大,常常达成1000K以上,所以放大器输入阻抗必需在几M以上。9、电阻噪声关键有热噪声和低频噪声(噪声),噪声转折频率为1.8Hz,作为带宽要求5Hz500Hz,噪声能够排除在外。为减小热噪声,电阻值也应尽可能小,设计中前级放大输入端也不许可串连任何额外电阻。10、采取电池供电,所以必需选择低功耗或微功耗器件,电阻在许可范围内选择阻值尽可能大,降低整体功耗。依据以上分析系统设计以
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