[实用新型]一种便携式电生理信号前端处理器

说明书

本实用新型提供一种便携式电生理信号前端处理器，包括检测探头、处理器和主机，检测探头上设有用于检测动物脑电波信号的植入式电极阵列，处理器通过耦合电路和信号放大电路对输入的脑电波信号进行耦合放大处理，再通过多路模拟复用电路将放大后的信号进行单路传输至高低通滤波电路，高低通滤波电路根据事先设定的高低通截止频率对获取的放大信号进行过滤，将过滤后的电信号传输至模数转换器进行模数转换成数字信号，经过高通数字滤波进行过滤传输至SPI通讯协议控制器进行打包，发送数据至主机，同时SPI通讯协议控制器还用于接收主机传输的刺激信号并控制电流刺激电路工作。

技术领域

本实用新型涉及生理信号处理技术领域，具体涉及一种便携式电生理信号前端处理器。

背景技术

生物电生理信号的幅度最小可到几个微伏，而且由于皮肉组织的存在，其阻抗也较高，因此极易收到环境噪声的影响，在现有产品方案中，硬件上对电生理信号大都采用多级放大调理的技术。在小动物电极接口处，使用第一级小型前端装置，以不影响小动物自由活动为前期，对采集到的微弱生理信号进行有效信号调理，再使用轻量化的信号传输线传输有效信号至后端做进一步处理，现有市面上前端装置按技术类型主要分2种。

第一种为模拟信号处理前端，此类前端具有高输入阻抗，与高信号增益特性，对微弱的电生理信号起到完整输入，模拟放大的作用。在电路实现中，需要对每路模拟通道独立进行调理。但是往往由于体积的限制，无法实现高通量的模拟前端，而且微弱的电生理信号以模拟信号的形式经由前端电路调理后，最终还是以模拟信号输入后级，在此过程中，外界噪声对其长距离传输的模拟信号线存在干扰问题；

第二种为集成同时集成通道放大、模数转换芯片与数字处理器的数字前端。此类前端除了拥有模拟前端的模拟信号调理功能之外，同时在前端可将模拟信号数字化，最终数据交由集成处理器以专用数字协议发送至主机系统，有效减轻有线长距离传输存在的模拟噪声干扰问题。但是由于前端装置集成过多电路模块，体积和重量一般都较大，不适用于小鼠、鸽子等小型动物。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种低噪声、采集和刺激同步的便携式电生理信号前端处理器。

本实用新型提供了如下的技术方案：

一种便携式电生理信号前端处理器，包括检测探头、处理器以及主机，所述检测探头包括检测头，所述检测头上设有用于检测动物脑电波信号的植入式电极阵列，所述处理器用于获取所述脑电波信号并将进行耦合、放大以及过滤后传输至所述主机；

所述处理器包括两个耦合电路、两个信号放大电路、多路模拟复用电路、高通滤波电路、低通滤波电路、模数转换器、高通数字滤波、SPI通讯协议控制器和电流刺激电路；所述耦合电路分别与所述植入式电极阵列以及所述信号放大电路连接，所述耦合电路用于耦合从所述植入式电极阵列获取的脑电信号并将耦合后的信号输出至所述信号放大电路，两个所述耦合电路包括交流耦合电路和直流耦合电路；

所述信号放大电路用于放大电路并将放大的信号传输至与其连接的所述多路模拟服用电路，两个所述信号放大电路包括高增益放大电路与低增益放大电路，所述高增益放大电路与所述低增益放大电路分别与所述交流耦合电路以及所述直流耦合电路连接；

所述多路模拟复用电路用于将从所述信号放大电路获取的放大信号单路传输至与其连接的所述高通滤波电路，所述低通滤波电路分别与所述高通滤波电路以及所述模数转换器连接，所述高通滤波电路和所述低通滤波电路中事先设有高低通截止频率并根据所述高低通截止频率将从所述多路模拟复用电路获取的信号进行过滤，从而获取到特定频率段的电信号并将其传输至所述模数转换器；

所述模数转换器用于将特定频率段的所述电信号转换成数字信号并将其传输至高通数字滤波，所述高通数字滤波内设有DSP数字电路，所述DSP数字电路用于对从所述模数转换器获取的数字信号进行过滤并将过滤后的数字信号传输至所述SPI通讯协议控制器；