[发明专利]数字式全隔离心电信号采集降噪装置及其方法

权利要求书

1.一种数字式全隔离心电信号采集降噪装置，其特征在于，所述装置包括：心电信号采集放大单元(1)、数字信号处理单元(2)、数字隔离光耦(3)和数字输出电路(4)，所述数字信号处理单元(2)中嵌入模数转换模块、低通滤波模块及IIR滤波模块，心电信号被所述心电信号采集放大单元(1)采集、放大后输出至所述数字信号处理单元(2)，经由所述数字信号处理单元(2)依次进行模数转换、低通滤波和IIR滤波处理后转换为数字信号，数字信号由所述数字信号处理单元(2)的串行通信接口输出到所述数字隔离光耦(3)，所述数字隔离光耦(3)对数字信号进行隔离后输出至所述数字输出电路(4)，所述数字输出电路(4)输出降噪后的数字信号；

所述心电信号采集放大单元(1)包括心电信号采集电极和心电信号放大电路；所述心电信号放大电路为三级运算放大电路，包括依次连接的第一级运算放大电路、第二级运算放大电路及第三级运算放大电路，其中，所述第一级运算放大电路为双通道运算放大器，所述第二级运算放大电路为仪表放大器，所述第三级运算放大电路为电平抬升电路；所述心电信号采集放大单元(1)还包括用于提高共模抑制比的右腿驱动电路，所述右腿驱动电路的输入端输入用于克服人体承载的共模干扰信号，所述右腿驱动电路的输出端将信号反馈至所述心电信号采集电极的导联部。

2.根据权利要求1所述的数字式全隔离心电信号采集降噪装置，其特征在于，还包括为所述数字式全隔离心电信号采集降噪装置供电的直流电源，所述直流电源为隔离电源。

3.根据权利要求1所述的数字式全隔离心电信号采集降噪装置，其特征在于，所述数字信号处理单元(2)为STM32L151VBT6型号的数字处理芯片。

4.根据权利要求1所述的数字式全隔离心电信号采集降噪装置，其特征在于，所述的数字隔离光耦(3)包括高速光耦(31)、电阻R1和电阻R2，其中，所述电阻R1的一端为所述数字隔离光耦(3)的数字信号输入端，其和所述数字信号处理单元(2)的数字信号输出端连接，所述电阻R1的另一端连接所述高速光耦(31)的输入端；所述高速光耦(31)的输出端与所述电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端接地。

5.根据权利要求1所述的数字式全隔离心电信号采集降噪装置，其特征在于，所述数字输出电路(4)为SP3232型号的芯片。

6.一种数字式全隔离心电信号采集降噪方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1，心电信号的采集放大：

心电信号通过采集后，经心电信号采集放大单元处理，得到放大的心电信号；心电信号采集放大单元包括心电信号采集电极和心电信号放大电路；所述心电信号放大电路为三级运算放大电路，包括依次连接的第一级运算放大电路、第二级运算放大电路及第三级运算放大电路，其中，所述第一级运算放大电路为双通道运算放大器，所述第二级运算放大电路为仪表放大器，所述第三级运算放大电路为电平抬升电路；所述心电信号采集放大单元还包括用于提高共模抑制比的右腿驱动电路，所述右腿驱动电路的输入端输入用于克服人体承载的共模干扰信号，所述右腿驱动电路的输出端将信号反馈至所述心电信号采集电极的导联部；

步骤2，心电信号的数字处理：

对所述放大的心电信号依次进行模数转换处理、低通滤波处理和IIR滤波处理，得到数字信号；

步骤3，数字信号的隔离、输出：

对所述数字信号进行隔离处理，得到隔离后的数字信号，再经数字输出电路输出至上位机。

7.根据权利要求6所述的数字式全隔离心电信号采集降噪方法，其特征在于，所述步骤2具体包括如下步骤：

步骤a：对数字信号处理单元的输入和输出、串行通信接口波特率进行初始化，设定模数转换结果寄存器及串行通信接口缓冲区大小，设定模数转换采样频率；

步骤b：模数转换模块将所述放大后的心电信号进行模数转换，存入所述模数转换结果寄存器；

步骤c：检测所述模数转换结果寄存器是否达到最大存储值，如达到，将所述模数转换结果寄存器中的数据进行低通滤波处理和IIR滤波处理，得到数字信号；

步骤d：将步骤c所得数字信号通过串行通道接口进行发送，其后返回步骤c。