[发明专利]一种生理信号采集放大电路

说明书

技术领域

本发明涉及医学测量仪器技术领域，尤其涉及肌电、心电等生理信号采集放大电路。

背景技术

现有的生理信号采集放大电路包括：采集电路，用于将生理信号采集入电路；滤波电路，用于将采集电路采集到的生理信号按生理信号特性进行滤波处理；放大电路，用于将滤波之后的生理信号放大，便于显示。存在的技术缺陷为：(1)输入阻抗低，皮肤与电路的隔离效果不好；(2)共模抑制比不高；滤波电路阶数较低，或采用无源滤波，滤波效果较差；上述问题导致目前的采集电路对身体的保护不够，并且采样精度不高，无法用于医学检测，实验数据对准确判断身体状况的参考意义不大。

发明内容

为了克服已有生理信号采集放大方式的对身体保护不够、精度较低、准确性较差的不足，本发明提供一种有效对身体保护、精度较高、准确性良好的生理信号采集放大电路。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种生理信号采集放大电路，包括：

差分输入及初级放大电路，连接于输入的生理信号，对生理信号进行采样及初次放大；

滤波电路，连接于差分输入及初级放大电路的输出端，对差分输入及初级放大电路的输出信号进行带通滤波及50Hz工频陷波；

二级放大及电压抬升电路，连接于滤波电路的输出端，对滤波之后的信号进行再次放大并将放大后的信号最低值抬升至零伏以上；

其中，所述差分输入及初级放大电路包括

差分高阻输入子电路，包括正输入、基准、负输入三个输入端，分别连接于人体表面的不同位置，并采用两路BiFET运算放大器分别对正输入、负输入的生理信号进行差分高阻处理；

阻容滤波子电路，连接于差分高阻输入子电路的输出端，对两路BiFET运算放大器的输出分别进行滤波特性相同的阻容滤波；

一级放大子电路，连接于阻容滤波子电路的输出端，采用仪表放大器对阻容滤波子电路的两路输出进行差分放大并将输出作为差分输入及初级放大电路的输出供给后级的滤波电路，同时一级放大子电路产生参考电位输出；

基准电位反馈子电路，连接于一级放大子电路的参考电位输出，并采用运算放大器进行有源滤波及放大处理，产生基准电位输出，并将基准电位输出反馈至基准输入端，同时前馈至阻容滤波子电路。

进一步，所述滤波电路包括：

带通滤波子电路，连接于差分输入及初级放大电路的输出端，对输入信号进行带通滤波；

工频陷波子电路，连接于带通滤波子电路的输出端，对输入的信号进行50Hz工频陷波。

再进一步，所述差分高阻输入子电路包括BiFET运算放大器U1和U2、电阻R6、R7、R8，电容CC1、CC2、CS1、CS2，差分高阻输入子电路的正输入端与BiFET运算放大器U1正输入相连，BiFET运算放大器U1负输入一条路通过电阻R6与BiFET运算放大器U1输出端相连，另一条路与电阻R7的一端相连，差分高阻输入子电路负输入端与BiFET运算放大器U2正输入相连，BiFET运算放大器U2负输入一条路通过电阻R8与BiFET运算放大器U2输出端相连，另一条路与电阻R7的另一端相连，BiFET运算放大器U1的输出引脚与阻容滤波子电路的输入端CR+相连，BiFET运算放大器U2的输出引脚与阻容滤波子电路的输入端CR-相连。

所述阻容滤波子电路包括电容C2、C3，电阻R9、R10，阻容滤波子电路输入端CR+经电容C2一路与电阻R9一端相连，另一路与一级放大子电路的输入端OP1+相连，阻容滤波子电路输入端CR-经电容C3一路与电阻R10一端相连，另一路与一级放大子电路的输入端OP1-相连，电阻R9另一端与R10另一端相连，此连接点又与基准电位反馈子电路的输出端相连。

所述一级放大子电路包括仪表放大器U4、电阻R1、R2、R3、电容CC3、CS3，其中电阻R3与电阻R2串联之后与电阻R1并联接入仪表放大器U4的两个增益控制引脚，仪表放大器的输出端OP1_OUT作为一级放大子电路的输出与滤波电路的输入端相连，电阻R2和R3的中间点与基准电位反馈子电路的输入端相连。