[实用新型]一种具有自适应工频噪声抑制的人体生理信号采集装置

说明书

本实用新型涉及一种具有自适应工频噪声抑制的人体生理信号采集装置。本实用新型中的活动电极和参考电极获取到信号之后，输入至仪用运算放大电路实现对差模信号的放大和共模信号的抑制；接着将信号输出至抗混叠滤波电路，滤除高频噪声的干扰；然后利用模数转换电路将模拟信号转换为数字信号；数字处理器的作用是控制模数转换电路将模拟信号转换为数字信号，同时读取转换后的数字信号，然后对数字信号进行通道标识、数据拼接等处理，接着处理后的数据发送至微处理器，同时将处理后数据通过数据传输电路发送至PC机完成数据的分析、存储等工作。本实用新型能够根据不同环境工频噪声的变化，自动调整电路抑制工频噪声的程度，实现动态的工频噪声抑制。

技术领域

本实用新型涉及人体生理信号采集技术领域，具体的说是一种具有自适应工频噪声抑制的人体生理信号采集装置。

背景技术

采集人体生理信号时，采集设备所面临的最大噪声干扰是50/60Hz工频噪声的干扰，而很多有用的信号如脑电、肌电等包含了工频噪声。因此需要人体生理信号采集设备既能够抑制工频噪声的干扰，又能够最大程度的保留原始信号。

通常情况下，采集设备抑制工频噪声所采取的措施是在电路中添加50Hz滤波电路(一般需要四阶)，同时利用右腿驱动技术进一步抑制工频噪声。此种做法在一定程度上抑制的工频噪声，因此该方法也成为生理信号采集设备最常用的方法。但该方面也存在一定的问题：一方面是50Hz滤波电路增加电路体积和成本，而且电路本身需要较多的电阻、电容等器件，容易产生新的噪声源；另一方面右腿驱动电路中的放大倍数是根据经验设定的，一般受大家认可的放大倍数为40～200倍之间，该电路在一个环境中可能能够有效抑制工频噪声，但环境发生变化，工频噪声幅值变化时，右腿驱动电路抑制能力就会变弱，甚至会起到负面作用。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本实用新型要解决的技术问题是提供一种具有自适应工频噪声抑制的人体生理信号采集装置。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种具有自适应工频噪声抑制的人体生理信号采集装置，包括用于采集人体生理信号的活动电极和参考电极，包括用于对所述人体生理信号进行差模信号的放大并生产工频信号的仪用运算放大电路、用于滤除所述仪用运算放大电路输出的放大信号中的高频噪声的抗混叠滤波电路、用于将所述抗混叠滤波电路输出的模拟信号转换为数字信号的模数转换电路、用于对所述模数转换电路输出的数字信号进行通道标识、数据拼接、滤波处理的数字处理器、用于根据所述数字处理器输出信号的工频噪声的幅度变化输出不同的电流控制信号的微处理器和用于根据所述电流控制信号和所述工频噪声获得反馈值，通过活动电极反馈至人体的自适应工频噪声抑制电路；

所述仪用运算放大电路的输入端连接活动电极和参考电极；所述抗混叠滤波电路的输入端连接所述仪用运算放大电路的输出端；所述模数转换电路的输入端连接所述抗混叠滤波电路的输出端；所述数字处理器的输入端连接所述模数转换电路的输出端；所述微处理器的输入端连接所述数字处理器的输出端；所述自适应工频噪声抑制电路的输入端连接所述微处理器的输出端。

还包括用于将所述数字处理器的输出信号发送给PC机的数据传输电路，其输入端连接所述数字处理器的输出端。

所述自适应工频噪声抑制电路包括用于控制所述电流控制信号的电流大小并输出调控电流的跨导运算电路和用于计算得到反馈至人体的输出值U_RL的电压电流转换电路；

所述电压电流转换电路的输入端接收所述电流控制信号；所述跨导运算电路的输入端接收所述仪用运算放大电路输出的工频噪声和所述电压电流转换电路输出的调控电流。

所述电压电流转换电路包括可选择电阻电路，所述可选择电阻电路的输入端接收所述电流控制信号。

本实用新型具有以下优点及有益效果：