PDF《简易心 电图仪》

5 0 k ― l '

~ . 当G=1000时,RG:―50k―ll=50.

0 5 n . G ― l l

0 0

0 一lFpb=503H. - . ―\ / . \ F s

1 ~

8 5

8 t H z

2 .滤波器部分 (

1 ) 低通部分 图4为设计低通滤波器的 幅频特性曲线 ,其中 , FP b ( Pa s s b a n d F r e q u e n c y ) 、F s b ( S t o p b a n d F r e q u e n c y ) ,由于 赛题要求高频截止频率

7 0

6 2

5 m 量#量董三曼聋i量j:兰三三l1从图可以看 出滤波 器的截止频率为500Hz,完全符合设计 要求 .

4 9

5 6 H z

5 O O

0 Hz

5 0

4 6 H z -V( OUT ~ NON ) 频率 图6b(3)陷波部分 由于有工频电源磁场作用于 导联与人体之间的环行电路 , 因此从人体探测到 的心电信号 自然就包括5

0 H z 工频信号及其谐波的干扰 , 微弱的 心电信号往往被湮没在相对比较大的噪声干扰 中. 因此有必要 对其进行抗干扰处理. 为此我们使用了陷波器祛除5

0 H z 的工频 干扰 .我们使用相同软件设计 了陷波器. 由于电阻电容值无法完全匹配设计参数 , 因此实际应用的 双T 带阻陷波器效果没有仿真的好,于是我们通过将输出信号 以反馈的方式作用于输入端, 提高了陷波的衰减倍数, 使得陷 波的效果更好.陷波器 电路如图

7 所示.

3 .键盘控制与波形存储 (

1 ) 键盘控帝 l利用凌 阳6

1 A单片机板上 自带的两个按键 进行波形存储与波形 回放的控制 , 而没有外挂键盘 ,以精简电 路.同时通过I / O口之间的连接控制另一片单片机做语音提示. (

2 )波形存储 本题有存储心电波形的要求,而本系统所 用的凌阳S P C E

6 1 A 单片机有

3 2 k w o r d s 的片上f l a s h , 除去固化程 ・

3 3 ・ 电子世界2

0 0 5年2期眦裤图湖VOzV洲. 圈 维普资讯 http://www.cqvip.com 图7序所用的f l a s h ~ [ , 还有很多空间可用, 因此可利用片上f l a s h 进 行波形存储 . 用计数器定时采样 , 采样频率约为

3 k H z , 每次采 样 占用

1 w o r d 的f l a sh 存储空间, 为保证不与存储的程序代码冲 突 ,只用

2 0 k 的flash , 理论存储时间为:2

0 k /

3 k=6 .

6 7 s 我们使用的是凌阳6

1 A 单片机片上的A D C , 其输入动态范 围为0 ~

3 .

3 V . 观察处理后的心电信号波形 , 其最小值为一 l V 左右, 所以我们利用了一个范围在0 ~

2 V的可调加法器将心电信 号偏置到 0~

3 V之间,保证能采集到全部 的心电信号. 在存储之前对采样的数据进行数字低通滤波 , 使存储的心 电信号更为清晰.

4 .屏蔽盒 考虑到心电信号极其微弱, 而测试环境存在着强烈的电磁 干扰( 周围有许多计算机 ) , 尽管我们在前述的设计当中已尽量 地排除了干扰 , 但本着精益求精的原则 ,我们还为信号采集与 放大部分加上了屏蔽盒. 由于金属外壳可阻挡外界的电磁干扰 , 我们用黄铜皮做 了一个方形的外壳加在电路板外 , 并将金属壳 与大地相连. 测试表明效果有所改善 , 心电信号基线上的纹波 变小了. 测试 仪器 与测试结果1.测试仪器 F L U KE

1 7 B多功能数字万用表 ,数 字示波器 T e k t r o n i x TDS

1 0

0 2,YB

1 6

2 0 P功率 函数 发生器 ,直 流稳 压 电源 D F

1 7

3 1 S L

1 A T A,F L U K E

4 5多功能测试仪.

2 .测试 针对赛题的基本要求 与扩展要求 ,我们进行了测试 . (

1 ) 电压放 大倍数与输出电压动态范 围测试 通过Y B

1 6