生物电放大器的设计考虑-医学仪器原理课件.ppt

Gain of the Op Amp
Inverting input amplifier
Integrator
Differentiator
Noninverting input amplifier
Differential amplifier
Three operational amplifier
生物电放大器的设计考虑
生物电放大器的形式(差分放大器)
生物电放大器的增益设置(多级放大)
电极电位的考虑
工频干扰的产生与消除
接地
屏蔽(人体屏蔽和导线屏蔽)
提高输入阻抗(提高信噪比)
减少电极阻抗
屏蔽驱动
右腿驱动
信号线绞合
滤波
右腿驱动电路
D1和D2组成的电路的共模增益为1,在a、b处的共模信号V’c与被测体上的共模信号Vc相等,Vc=V’c。Vc=idbRo+Vo则:
右腿驱动电路
直接接地Vc=idbRG
使用右腿驱动可使共模干扰减少(1+2Rf /Ra)倍。
Ro是一个比较大的值,它的作用是在D5饱和时流过人体的电流仍是安全的,如10A以下,因此Ro的存在也会抵消右腿驱动电路的作用。
ic-field pickup
Electrostatic shieldingeliminate capacitive coupling from the sources
滤波
对于信号的感兴趣频段都是低频时,可以使用低通滤波器将高频。
如果有用信号的频段包括工频时,可采用工频陷波器来抑制工频干扰。
为了提高滤波性能,工频滤波也可以在转换成数字信号以后进行。
电气隔离
当人体因漏电等原因与市电(如220V)接触,由于仪器与病人相连的应用部分是与仪器使用市电的电路部分电气隔离的,电流i不能构成回路,因此病人是安全的。
电气隔离:信号通路隔离+电源供应隔离。
目的:
保证病人安全。
信号通路电气隔离的方式
变压器隔离
电容隔离
光电隔离
信号调制
(500kHz)
隔离器件
同步解调
配对光电管隔离
输入运放A1上的发光二极管CR1和光电二极管CR2组成负反馈,所以i1=vi/RG。两个光电二极管是配对的,产生相同的光电效应,i2=i1=ii。运放A2实际上是一个电流–电压转换器,vout=i2RK,所以,vout=viRK/RG。电路的线性仅取决于光电二极管的一致性。