1、 信息工程學(xué)院電子線路課程設(shè)計報告20 / 20 學(xué)年第 學(xué)期設(shè)計題目： 簡易心電測試設(shè)計 專業(yè)班級： 姓名學(xué)號： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計成績： 一、設(shè)計任務(wù)及要求： 1、將0.5mV左右的電信號不失真地放大為1V 2、濾出混入心電信號50HZ的工頻干擾 3、將電信號調(diào)制到電話線可傳輸?shù)念l段并轉(zhuǎn)化為聲音信號 4、用示波器觀察心電信號波形二、設(shè)計總體方案選擇：信號源 三運放大器 低通濾波 放大器 50HZ陷波電路 調(diào)制 示波器三、單元電路設(shè)計：四、系統(tǒng)實現(xiàn)原理: 信號采集電路通過心電傳感器采集心電信號；信號處理電路包括前置放大電路、高通濾波電路、低通濾波電路、50Hz陷波電路和后置放大電路，主要完成心

2、電信號的放大和濾除干擾等功能；系統(tǒng)電源部分為系統(tǒng)提供±15V、±12V和5V直流電源。心電信號的提取過程中最大的干擾就是50Hz的工頻信號，雙積分型ADC對周期變化的干擾信號有很好的抑制作用，所以雙積分型ADC是一個很好的選擇，但是心電信號的頻率范圍在0.05Hz到100Hz之間，根據(jù)采樣定理，采樣頻率至少在250Hz以上才能保證信號的不失真，即采樣的時間間隔不得大于5ms。五、組裝調(diào)試：1、 組裝方法三運放儀用放大電路 同相并聯(lián)三運放結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以較好地滿足上面三條要求。A1、A2構(gòu)成放大器的第I級，主要用來提高整個放大電路的輸入阻抗。第II級采用差動電路用以提高共模

3、抑制比。將A3兩個同相輸入運放電路并聯(lián)三運放差分放大電路。考慮到要求高共模抑制比、高輸入阻抗和調(diào)試方便，不使用采用集成運算放大器構(gòu)成的儀表放大器，而是直接使用集成儀表放大器，本設(shè)計選用放大器OP07CP實現(xiàn)。根據(jù)虛短、虛斷的概念，不難分析A1和A2前置放大電路僅對差模信號有放大作用，這樣的電路有以下幾個優(yōu)點： a. A1、A2提高了差模信號與共模信號之比，即提高了信噪比，因差模信號按差模增益比放大，遠(yuǎn)高于共模成分（噪聲）； b. 電路的另一個特點是對共模輸入信號沒有放大作用，共模電壓增益接近于零。由此可知，上述電路具有輸入阻抗高，共模抑制比高等優(yōu)點，可作為通用儀用放大器使用。Au=U0/U1-

4、U2=U01-U02/U1-U2*U0/U01-U02=(1+2R1/R4)*R3/R2六、50Hz干擾信號陷波器 這種濾波器的有點是品質(zhì)因數(shù)可以調(diào)節(jié)，且和帶阻濾波器的中心頻率無關(guān)。在該電路中，當(dāng)A2的同相輸入端接地（反饋系數(shù)最?。r，濾波器的Q值最小，大約為0.3；當(dāng)A2同相輸入端的電位很接近濾波器的輸出電位（反饋系數(shù)大）時，這時濾波器的Q值大，但Q值過大會造成電路的不穩(wěn)定甚至自激，一般將Q值選在十至幾十的范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)圖中RW可改變Q值大小。在圖中雙T網(wǎng)絡(luò)參數(shù)選擇下，帶阻濾波器的中心頻率，要求濾波器的阻帶寬度BW=2Hz，則 50HZ的圖形2 調(diào)試方法 先測試電源的電壓，測得為12V左右，在

5、檢查電路是否連接好，使用萬用表測試面包板是否有短路或斷路現(xiàn)象，測量結(jié)果完好，再檢查函數(shù)信號發(fā)生器和示波器是否完好，使用良好的導(dǎo)線，開始連接電路板正負(fù)極，接地線，導(dǎo)線若干，連接函數(shù)信號發(fā)生器和示波器，開始測量。首先測量三運放是否放大，給定50HZ、100HZ和100mV電壓的，然后調(diào)接電位器上的按鈕是否放大正確的倍數(shù)，可在示波器上面進(jìn)行觀察；如果觀察到失真現(xiàn)象，可能是電路連接錯誤，對電路進(jìn)行檢查。如果觀察到正弦信號，然后進(jìn)行下一步的調(diào)試。然后進(jìn)行測量調(diào)試陷波器，和上邊一樣連接好電路線，輸入0.5HZ到100HZ的頻率，進(jìn)行觀察是否為正弦波形，如果是正弦波形在進(jìn)行下一步，否的話在檢查電路圖；同樣在

6、輸入頻率為50HZ在示波器上觀察是否有波形，如果有正弦波形，電路則有錯誤連接，繼續(xù)檢查電路，沒有波形，則繼續(xù)下一步。3 測試結(jié)果通過調(diào)試，第一模塊（三級運放）正確出現(xiàn)了正旋波形，與理論相符，改變其頻率與幅度，波形也隨其發(fā)生相應(yīng)的改變。50hz陷波電路模塊，通過調(diào)試，調(diào)試失敗，沒有測出結(jié)果，其原因可能在于輸入信號的頻率與幅度加載的不對，因此陷波電路調(diào)試失敗。七、總結(jié)設(shè)計 通過這次實驗使我明白了簡易心電儀電路的工作原理，又多學(xué)了些知識；同時，通過實驗我也看到了自己存在的缺點，動手能力不強(qiáng)，不夠自信。我想，在下次實驗中我會積極參與，積極配合，將實驗做成功。在這次實驗中，我也看到了一個團(tuán)隊的重要性，關(guān)鍵是要團(tuán)結(jié)。 同時在制作簡易心電圖儀的過程中，信號的采集和數(shù)據(jù)的濾波，陷波處理是我們在整個過程中的技術(shù)難題，需要很好的設(shè)計和大量的調(diào)試。同時因為選用電阻，電容的參數(shù)不相匹配，精度不高，所以在需要調(diào)試的地方，我們盡可能選用可調(diào)