[发明专利]一种恒流源驱动的生物电前置放大器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及放大器领域，特别涉及一种多功能、高精度以及小体积、低功耗的恒流源驱动的生物电前置放大器及其控制方法。

背景技术

人体生物电信号属于低频极微弱信号，采集一种信号必定要受到其它生物电信号的影响，增加了生物电前置放大器的设计难度。随着互联网的兴起，以及对人体健康信息的实时检测为人们关注的热点和焦点，健康信息的动态检测对生物电放大器提出了更加苛刻的要求：多功能、体积小、功耗低、动态范围宽和抗干扰能力强。

而目前所使用的便携式动态监护仪大多只能进行心电信号的监护，功能简单，结构传统。朱大援等设计的心电检测放大电路^[1]；张帷等设计的便携式心电监护仪^[2]；陈鎏等设计的基于DSP的心电信息检测系统^[3]，以上设计的几种生物电放大电路，都带有高低通以及陷波滤波器，放大倍数高，电路结构比较复杂。

国外的研究者也对生物电放大器的设计进行了深入的研究。例如：Kim Joong Il等^[4]，Corbishley Phil，Rodriguez-Villegas Esther^[5]，Liu Xin，Zheng Yuanjin，Phyu Myint Wai等^[6]。以上的研究能够实现多种生物电信号的同步采集，但是大多是在放大电路的基础上应用了复杂的软件算法。

李刚等设计了多种生物电前置放大器^[7]和高共模抑制比前置放大器^[8]，这些设计仅实现了单一生物电信号的高性能采集。

李刚等设计了一种多功能生物电放大器^[9]，但是通过这种放大器采集得到的除被测生物电信号以外的阻抗信号非常微弱，增加了信号提取的难度，同时降低了放大器的输入阻抗。

参考文献：

[1]便携式心电检测放大电路设计.医疗卫生装备，2008，29(5)：21-23；

[2]便携式心电监护仪前置放大电路和抗干扰的设计.医疗设备信息，2005，20(10)：7-9；

[3]电子测量技术，2008，30(8)：99-102；

[4]Kim joong II，Park Hae-Jeong，Kim Tae-Sung，et al.Development of portable device for transmitting respiratory & ECG gating in list-mode PET data acquisition.World congress on medical physics and biomedical engineering 2006，no.14，pp.874-877，2007；

[5]Breathing detection：Towards a miniaturized，wearable，battery-operated monitoring system.IEEE Transaction on Biomedical Engineering，vol.55，no.1，pp.196-204，2008；

[6]Multiple Functional ECG Signal is Processign for Wearable Applications of Long-Term Cardiac Monitoring.IEEE Transaction on Biomedical Engineering，vol.58，no.2，pp.380-289，2011；

[7]高性能多通道生物电放大器，天津大学学报，第33卷第5期，2000年9月；

[8]高共模抑制比前置放大器，专利号：ZL02129065.2，授权公告日：2009年7月22日；

[9]生物电放大器，申请号：200810154631.3，公开日：2009年6月10日，公开号：CN101449970A。

发明内容

本发明提供了一种恒流源驱动的生物电前置放大器及其控制方法，成形信号既用于过采样提高采集生物电信号的灵敏度和精度，又同时能够测量生物阻抗信号，而以“恒流源”的方式给出成形信号，可以提高检测信号的幅值，并且不降低放大器的输入阻抗，本发明设计的生物电前置放大器电路结构简单、放大倍数低、实现了对多种生物电信号的高性能采集以及降低了对多种生物电信号提取的难度，详见下文描述：