新闻中心

EEPW首页 > 医疗电子 > 设计应用 > 利用对消驱动提高心电信号测量共模抑制的原理分析

利用对消驱动提高心电信号测量共模抑制的原理分析

作者:时间:2012-07-23来源:电子产品世界

  摘要:心电检测是在强共模干扰下的微弱信号检测,为了提高的共模抑制比,常采用对消驱动(右腿驱动)来提高共模抑制比,本文分析了对消驱动的原理,结合实际电路实际验证了电路的效果。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/134932.htm

  心电信号是人体特定的点与点之间的差模电压,信号幅度在0.5mV~8mV之间,典型值为1mV。心电受到的工频干扰非常强,一般情况下人体的工频幅值在V级,比心电信号大3个数量级,工频干扰常以共模形式出现,这就要求运放具有很高的共模抑制比,一般要求在60~120dB之间。采用高共模抑制比的前置放大器,如在50Hz时80dB共模抑制比的仪表放大器是属于性能比较好的产品,这样工频干扰的幅值还是达到了信号幅值的十分之一,对于医生的诊断来说是不能接受的,心电图机普遍采用对消驱动电路来进一步增强共模抑制能力。

  如图1所示,U2A和R9,R10,R11,C7共同组成了右腿驱动电路,其原理是通过R6,R7从人体取出共模电压反向加到人体。下面我们通过公式来说明对消驱动的作用,计算中忽略C5,C6,U1A,U1B的误差对共模抑制比的影响,同时R10和C7是为了系统稳定而设计的,不影响低频时共模抑制比的计算,计算时忽略,公式推导如下:  

 

  U1A,U1B作用是阻抗变换的跟随器,有:
  Vcom=Vin (1)

  U2A组成了一个反向放大器,其传递函数为:
  Vout=-(R9*Vcom)R8 (2)

  根据基尔霍夫电流定律有:
  (V1-Vin)*jwC11
  Vin*jwC2+(Vin-Vout)R11 (3)

  得到Vin传递函数为:
  Vin=R8*R11*jwC2/(R8*R11*jwC1+R8*R11*jwC2jwC1*jwC2*R8+jwC1*jwC2*R9) (4)

  带入常用电路的典型参数:
  R8=10kΩ,R11=100kΩ,R9=1MΩ,C2=100pf不考虑电容的相位影响,略去极小项则:
  Vin=R8*R11*jwC2/(R8+R9) (5)

  在以上参数下Vin幅值为:
  Vin=1/3000=-69dB (6)

DIY机械键盘相关社区:机械键盘DIY




评论

技术专区

关闭