[实用新型]用于心电信号检测系统的前置放大及右腿驱动电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种放大及驱动电路。

背景技术

心电信号检测系统应用于临床已有近百年历史。据统计，世界上每年平均有几百万人口死于心血管疾病，因此，对心血管疾病的诊断、治疗一直被世界各国医学界所重视。世界各大医疗仪器生产厂家竞相投入大量的人力、物力进行心电信号检测系统的开发、生产和销售，促进了心电检测系统的发展和普及。特别是近十年来，随着微电子计算机技术的快速发展，心电信号检测系统的整体性能得到了很大提高，功能日益完善，操作愈加方便。传统的单导体表心电图记录技术正朝着数字化、多导同步心电记录的方向发展，并将逐步被多导同步记录心电信号检测系统所替代。自1978年美国Marquette公司首次推出数字化12导联同步心电信号检测系统，便开创了心电图记录、分析与诊断、保存与管理的新纪元。而描记技术从石英丝到直接的震荡描笔，也被新一代高性能热阵式输出方式替代，记录则采用高分辨率激光打印机。这就是新一代的心电模式，为在临床上推广应用心电图作为心脏病诊断的一种重要手段提供方便。目前，在欧美日等发达国家，由于心电检测仪的普及，使得他们具备丰富临床知识和许多测量方法以及理论。

心电信号是低频、微弱的生理信号，体表ECG一般只有0.05～5mV，频率在0.05Hz～100Hz之间，能量主要集中在17Hz附近，并且周围的电磁干扰大(特别是50Hz的工频干扰)。若要获得便于微处理器处理的信号大小，需提高心电信号的信噪比，并将心电信号的大小放大到足够幅度。因此，心电信号前置放大电路的作用显得尤为重要。

根据生物电信号的特点，要求前置级放大电路必须具有以下特点：

1、高输入阻抗：通过电极提取的心电信号是不稳定的高内阻源的、微弱的生物电信号，为了减小信号源内阻的影响，必须提高放大器的输入阻抗。从电极极化电压来看，增大输入阻抗，减小负载电流，可以减小信号失真。一般来说，要求心电前置级放大器的输入阻抗大于5MΩ。

2、高共模抑制比CMRR：心电测量中，皮肤和电极接触将引起极化电压，如果两个电极完全对称，这种极化电压数值和相位相同，将作为直流共模信号输入到心电放大器；人体所携带的工频干扰以及所测量的参数以外的生理作用的干扰，一般也为共模干扰。为了减少共模信号对有用的差模信号的干扰，这就要求前置级采用CMRR高的差动放大形式的电路。

3、低噪声：心电信号是微弱的交流信号，放大器输入端需足够的信噪比。为防止噪声将信号淹没，对信号进行了滤波预处理。另外，放大环节不应再增加额外的噪声，应采用低噪声的放大器。

4、低漂移：由于电子电路温度变化而造成的零点漂移使得漂移电流的频率和幅值与心电信号的频率和幅值很接近。为防止漂移造成的干扰，提高测量准确度，应选择具有低漂移特性的放大器。

5、适当的频响特性：前置级放大器的频响特性应适应心电信号的频率范围。但并不是频响越宽越好，如本设计要求的心电信号频响宽度为0.05～100Hz就够了。若将放大器的频响设计为0～10kH，反而使肌电信号等无用信号混入，由此不能确保有用信号的最佳信噪比，从而影响后继的心电分析。

6、小体积、低电压、低功耗，适于低电压、低功耗的应用场合。

发明内容

本发明是为了适应心电信号检测系统对放大及驱动的高输入阻抗、低漂移、低功耗的需求，从而提供一种用于心电信号检测系统的前置放大及右腿驱动电路。

用于心电信号检测系统的前置放大及右腿驱动电路，其特征是：它包括电阻R₃₀、电阻R₃₂、电容C₃₀、电容C_L、电阻R_L1、电阻R_L2、电阻R₃₅、电阻R₃₆、电阻R_g、电阻R₃₁、电阻R₃₃、电容C₃₁、运算放大器U1和运算放大器U2；

所述运算放大器U1的型号为INA118；

电阻R₃₀的一端用于接收人体右臂的心电信号；电阻R₃₁的一端用于接收人体左臂的心电信号；

所述电阻R₃₀的另一端同时连接电阻R₃₂的一端、电容C₃₀的一端和运算放大器U1的反向输入端；所述电阻R₃₂的另一端和电容C₃₀的另一端同时接地；