[发明专利]一种用于生物电信号采集的模拟前端模块

权利要求书

1.一种生物电采集的模拟前端模块，其特征在于：包括：带通滤波器模块以及增益放大模块；

其中，带通滤波器模块包括二阶带通滤波器以及有源滤波增益模块；

二阶带通滤波器包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1以及电容C2；且电容C1一端接地，另一端与电阻R1串联；电阻R1一端接输入，另一端接电容C1与电容C2；

有源滤波增益模块包括运算放大器OPA1、电阻R4以及电阻R5；且运算放大器OPA1的正端连接电容C2和电阻R2；运算放大器OPA1的负端接电阻R4和电阻R5；电阻R5与运算放大器OPA1的输出端相连；电阻R4的另一端接地；

所述带通滤波器的中心频率为品质因数为其中，C为电容C1和电容C2共同引发的等效电容；；

有源滤波增益模块的通带增益H为：

其中，参数电阻R2、电阻R4以及电阻R5为数控电位器，且此3个数控电位器受外部MCU控制，改变电阻R2、电阻R4以及电阻R5的阻值且阻值能连续变化，实现调谐；

增益放大模块包括运算放大器OPA2、电阻R6以及电阻R7；

运算放大器OPA2为负反馈运算放大器，该放大器OPA2的输出端，即增益放大模块的输入与电阻R6一端相连，电阻R6另一端接运算放大器OPA2的负端和电阻R7的一端；电阻R7的另一端接运算放大器OPA2的输出端；运算放大器的正端接地；

电阻R6以及电阻R7为数控电位器，受外部MCU的控制；

负反馈运算放大器OPA2的增益为

所述用于生物电信号采集的模拟前端电路模块的工作过程，包括如下步骤：

步骤1、确定所需的滤波器的中心频率；

步骤2、根据选择电阻R2的阻值；

步骤3、根据所需滤波器的带宽及选择K值和电阻R4、电阻R5的值；

步骤4、通过数控电位器实现电阻R2、电阻R4以及电阻R5的阻值变化，进而实现滤波器的调谐；

步骤5、通过数控电位器实现电阻R6以及电阻R7的阻值变化进而实现增益模块的增益调谐。

2.根据权利要求1所述的一种生物电采集的模拟前端模块，其特征在于：二阶带通滤波器为有源滤波器。

3.根据权利要求2所述的一种生物电采集的模拟前端模块，其特征在于：且电阻R1与电容C1串联，具备低通特性。

4.根据权利要求3所述的一种生物电采集的模拟前端模块，其特征在于：电容C2与电阻R2串联，具备高通特性。

5.根据权利要求4所述的一种生物电采集的模拟前端模块，其特征在于：电容C1为接地电容。

6.根据权利要求5所述的一种生物电采集的模拟前端模块，其特征在于：电容C2为耦合电容。

7.根据权利要求6所述的一种生物电采集的模拟前端模块，其特征在于：所述带通滤波器模块，通过电阻、电容和运放实现有源带通滤波器，通过数控电位器实现可编程的电阻阻值连续变化，进而实现滤波模块的中心频率和带宽的可调。

8.根据权利要求7所述的一种生物电采集的模拟前端模块，其特征在于：二阶带通滤波器实现二阶的带通滤波，具体为：电阻R1和电容C1，用于低通滤波，电容C2与电阻R2用于高通滤波。

9.根据权利要求8所述的一种生物电采集的模拟前端模块，其特征在于：有源滤波增益模块中的运算放大器OPA1和电阻R4、电阻R5实现通带信号的增益放大；有源滤波模块还通过数控电位器替换电阻R2、电阻R4以及电阻R5来实现这些电阻阻值的连续变化，进而实现有源滤波模块的可调谐。

10.根据权利要求9所述的一种生物电采集的模拟前端模块，其特征在于：增益放大模块通过数控电位器替换R6和电阻R7来实现阻值连续变化，进而实现增益的可调节，具体通过运算放大器OPA2的负反馈电路实现输入信号的放大，其电压放大倍数和负反馈受电阻值R6以及电阻R7有关，电压放大倍数为