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流
脑
电
放
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计
报
告
指导老师:李刚
江丽华 3004202316
生物医学工程一班
一:设计目的与意义
概念:脑电信号是由脑神经活动产生并且始终存在于中枢神经系统的自发性电位活动,是一种重要的生物电信号.
脑电信号非常微弱,幅度范围:15-100 uV,频率范围:1-30(0.5-100)Hz.除此之外,脑电信号还有以下特点:
1)随机性及非平稳性相当强.
2)脑电信号具有非线性.
3)采集到的脑电信号背景噪声比较复杂,有50Hz的工频干扰,电极与皮肤的接触噪声以及电极与地之间的共模信号的干扰等等.
在基础医学方面,由于脑电综合地反映了神经系统的理化活动,因而它的研究有助于生理和病理活动中神经机理的深入探讨.在临床医学方面,脑电信息处理不但为某些脑疾病的诊断提供7客观依据,而且为某些脑疾病提供了有效的治疗手段.在心理学,精神病学,认知科学的研究中.脑电信息处理具有重要的学术价值和广阔的应用前景.长期以来脑电图
主要应用于临床神经诊断和认知生理心理学研究.
近年随着将脑电生物反馈技术作为一种手段用来治疗儿童多动症,神经衰弱等疾病的研究取得显著进展,脑电图技术开始走出医院和实验室,国外市场上出现了多种家庭自我保健用途的小型脑电图仪.
鉴于电池供电的特点,打算把它作为便携式脑电放大器.所以在设计中单元电路的器件在满足功能的情况下器件的选用应该尽可能的简洁.
二:总设计系统
三:单元电路的设计
3.1 前置放大电路
从理论上计算整个电路的共模抑制比为:
共模抑制比CMRR=26 + 120=146
差模增益为Av1=1+(R2+R3)/R1≈20 Av2=1+50KΩ/RG≈12.5
Av= Av1× Av2=250
差动电路在运放理想的情况下,输入阻抗无穷大,共模抑制比也无穷大,且与外围精度,阻值无关.
阻容耦合电路放在由并联型差动放大器构成的前级放大器和由仪器放大器构成的后级放大器之间,这样可为后级仪器放大器提高增益,进而提高电路的共模抑制比提供了条件.同时,由于前置放大器的输出阻抗很低,同时又采用共模驱动技术,避免了阻容耦合电路中的阻容元件参数不对称(匹配)导致的共模干扰转换成差模干扰的情况发生,还有隔直作用.前级放大器本来考虑使用将R1换成电位器,那样放大倍数可调,便于前级电路调试,不过考虑到电位器本身会引入很大的噪声,再经过放大等处理,会使后级滤波难度系数增大,而且整个系统信噪比也达不到很高.
右腿电路的作用:脑电放大器周围环境中的电力线,不管有无电流通过,它与导联线总有静电耦合电容,由它引起的位移电流通过皮肤电极接触到地,形成工模干扰,而且两个阻抗不等,当它们阻抗不大时,干扰特别大,右腿驱动电路中,电阻R0阻流作用,避免人与地之间出现较大电位时,烧坏辅助放大器.
低通滤波器
电路中一次是不可能达到很好的滤波效果的,所以需要多滤几次,但此电路采用的是滤波芯片,效果很理想,所以直接一次就好了.
电路图如下:

=33Hz,参数C=0.01uF
芯片参数如下:
8th-Order Lowpass Filters:

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