[发明专利]一种消除脑电信号采集系统多通道增益误差的方法

权利要求书

1.一种消除脑电信号采集系统多通道增益误差的方法，其特征在于，所述多通道采集系统包括依次设置于通道信号流动方向上的采集电极，去耦合输入电容，输入单元，通道内斩波调制，通道间斩波调制，全差分闭环放大器单元，通道间斩波解调制，通道内斩波解调制，低通滤波器和输出单元，包括以下步骤：

S1：脑电信号通过所述采集电极进行采集，所采集到的脑电信号经过所述去耦合输入电容传递至所述输入单元，每个所述输入单元将采集到的所述脑电信号经过所述通道内斩波调制，得到通道内斩波调制的脑电信号和通道内斩波调制频率；

S2：所述通道内斩波调制的脑电信号以两通道为一组进行第一级通道间斩波调制，得到通道间斩波调制的脑电信号，第一级通道间斩波调制频率为所述通道内斩波调制频率的一半，经过第一级通道间斩波调制的相邻组所述通道间斩波调制的脑电信号经所述通道间斩波调制的控制信号以两组为新的大组进行第二级通道间斩波调制，依此类推，每进行一级通道间斩波调制其斩波频率降为前一次的一半，每一级通道间斩波调制输出对应的通道间斩波调制的脑电信号，直到最后一级通道间斩波调制完成了包括所有通道的所述通道间斩波调制，最终得到多级斩波调制的脑电信号；

S3：所述多级斩波调制的脑电信号经过每一通道信号流动方向上的所述全差分闭环放大器单元进行放大处理，得到放大的多级斩波调制的脑电信号；

S4：所述放大的多级斩波调制的脑电信号通过与所述步骤S2架构相同但时序相反的所述通道间斩波解调制，得到多级通道间斩波解调制的脑电信号，所述多级通道间斩波解调制的脑电信号经过所述通道内斩波解调制，得到通道内斩波解调制的脑电信号；

S5：所述通道内斩波解调制的脑电信号传输至每条通道信号流动方向上的所述低通滤波器，经过所述低通滤波器滤除高频的调制噪声，保留原始所述脑电信号的信号内容。

2.如权利要求1所述的一种消除脑电信号采集系统多通道增益误差的方法，其特征在于，所述采集电极包括工作电极与参考电极，每一通道的正端接参考电极采集参考脑电基准电压脑电信号, 负端接工作电极采集工作脑电基准电压脑电信号，所述正端和所述负端的脑电信号通过所述通道斩波单元进行斩波调制，并经过所述全差分闭环放大器单元进行放大处理，得到基准电压和放大的多级斩波调制的脑电信号。

3.如权利要求1所述的一种消除脑电信号采集系统多通道增益误差的方法，其特征在于，所述步骤S2中通道间斩波调制的控制信号在时域上的表达为：

，

其中，为奇数，代表斩波调制产生的奇数次谐波，为第级通道间斩波调制的角频率，，为第一级通道间斩波调制的斩波频率，

，

其中，为第个通道的第级通道间斩波调制前的脑电信号，为经过第级通道间斩波调制后的脑电信号，

对于多级通道间斩波调制，从单通道的角度，其通道间斩波调制的控制信号表达式为：

，

其中，为调制周期，, 是调制频率，即通道间斩波调制的斩波频率，为通道间斩波调制的控制信号的脉宽，,代表第个通道，代表级通道间斩波调制的第级，表示第级通道间斩波调制，而是矩形波信号，其函数表达为：

，

每一级通道间斩波调制的控制信号保持相同幅值与相位。

4.如权利要求3所述的一种消除脑电信号采集系统多通道增益误差的方法，其特征在于，所述步骤S4中所述多级通道间斩波解调制的脑电信号为：

，

其中，是第个通道的增益， 为通道间斩波解调制的控制信号等同于通道间斩波调制的控制信号，谐波参数为：

，

其中，和是奇数整数，代表级通道间斩波解调制的第级。

5.如权利要求4所述的一种消除脑电信号采集系统多通道增益误差的方法，其特征在于，每通道等效放大增益为：

，

其中，为第个通道的增益,为大于等于2，且i为2的N次方。