[发明专利]抵消电磁信号测量中外界周期性干扰的方法

说明书

本发明属于电磁信号处理领域，尤其涉及一种用外加信号来抵消电磁信号测量中外界周期性干扰的方法。

在一些高灵敏度测量中，如心电图和心磁图的测量，某些周期性的外界干扰(如50Hz市电及其谐波干扰)的幅度很大，必须加以消除，才能测量到比较好的有用信号。以前的方法通常采用50Hz陷波器的方法，或采用截止频率低于50Hz的低通滤波器的方法。但这两种方法都限制了信号测量的带宽，损失了信号的部分有用频谱，使信号产生一定的失真。

本发明的目的是提供一种方法，既能消除这些外界周期干扰，又不损失信号的部分有用频谱，也不使信号产生失真。

本发明的方法可以用模拟方法实现，也可以用数字方法实现。

模拟方法：假定外界周期性干扰的频率为f，用信号发生器产生的与外界周期性干扰同频率的信号和测量仪器的输出直接相加，通过调节外加信号的相位和幅度，可将测量仪器输出中的外界周期性干扰抵消到最小。

数字方法：先把测量仪器的输出信号数字化并输入到计算机，用软件产生一个周期信号与测量信号叠加，然后进行快速富立叶变换，调节周期信号的频率、幅度和相位，使叠加后的信号的频谱中的外界干扰频谱最小。

用这种抵消的方法可以消除外界周期性干扰，而又不损失信号的有用频谱，同时也不使信号产生失真，克服了以往方法中的缺陷。

附图说明：

图1用模拟方法来抵消外界周期性干扰的示意图

图2用数字方法来抵消外界周期性干扰的示意图

图3(a)没使用抵消方法在无屏蔽环境下测量的心磁图信号

   (b)使用抵消方法后测量到的心磁图信号

实施方案：

用模拟方法实现的过程如图1所示，假定外界周期性干扰的频率为f，用信号发生器产生的与外界周期性干扰同频率的信号和测量仪器的输出直接相加，通过调节外加信号的相位和幅度，可将测量仪器输出中的外界周期性干扰抵消到最小。

用数字方法实现的步骤如图2所示：先把测量仪器的输出信号数字化并输入到计算机，用软件产生一个周期信号与测量信号叠加，然后进行快速富立叶变换，调节周期信号的频率、幅度和相位，使叠加后的信号的频谱中的外界干扰频谱最小。

图3是在无屏蔽环境下测量的心磁图信号，测量带宽都为90Hz，图3(a)是没使用50Hz抵消方法测量的心磁图信号，图3(b)是使用50Hz抵消方法后的心磁图信号，可以看到信噪比有明显的改善。