第4章-生物电信号的放大和处理.ppt

4.4.1信号运算电路1、加法器当R1＝R2＝R32、乘法器设R1=R23、除法运算器4、平方运算器5、开方运算器6、微分器1、电容C‘防止电路振荡，抑制高频增益，减少噪声2、在微分电路后再加上一个比较器，用来检测斜率大于给定值的信号，例如检测心电图的R波。7、积分器应用：对血流图积分运算测量心输出量；对呼吸流量图积分运算，得肺容积图。8、对数放大器特点：小信号较大的增益，大信号时较小增益。应用：心电图信号和希氏束信号混合区分；光度计里将透射系数转换成吸收系数。9、指数放大器1、模数转换器（A/D）（1）比较型（2）电压-时间型（3）电压-频率型2、数模转换器（D/A）4.4.2信号转换电路小结（六）1、直流电桥2、交流电桥3、生物电放大器的基本要求4、生物电放大器的常用电路作业1、试证明应变片的测量电路接成全桥形式时，其输出为半桥形式的二倍。2、电压跟随器的作用是什么？第四章生物电信号的放大和处理4.1测量电桥4.1.1直流电桥电桥的平衡条件是R1·R3＝R2·R4，ey＝0。在静态测定时，只使用平衡电桥。不平衡电桥则可以用于静态和动态测量。输出电压ey的灵敏度较只有一个主动元件时增加一倍，由于二个主动元件相互补偿，没有误差。表4-1不同受感臂下的等效电阻和等效电压4.1.2交流电桥输出电压ey：则输出电压为：取ω。为ωs的10～20倍。4.1.2交流电桥--幅值调制1、幅值调制与解调通常将低频控制信号称为调制信号；被调制的高频信号称为载频；已调制好的信号称为调制波。2、相敏检波电路四个特性一致的二极管Dm，通过两变压器B1、B2，分别输入前述的幅值调制波ey和参考电压U，参考电压是由应变电桥交流电源供给的同一个载波信号。★正半周时，幅值调制波与载波信号同相；★负半周时，调制波与载波反相。2、相敏检测电路能检测原测量信号幅值和相位；U2ey4.1.2交流电桥--幅值调制相敏检测波形经过相敏检波后的信号，再通过一个低通滤波器，将其中的高频成分滤掉，就恢复了原来信号的波形。但其幅值已经放大。4.1.3应用平衡电桥测量电阻、电感和电容1、测量电阻电桥的平衡条件为R1：固定电阻，R2可变电位器，R4倍率选择电阻。调节倍率选择旋钮改变R4，然后调节平衡旋钮R2，使电桥达到平衡。2、测量电感海氏电桥马氏电桥3、测量电容4.1.4用不平衡电桥测量变化着的电阻、电感精度差，但能连续直接显示数值变化4.2生物电放大器的基本要求1、高增益2、高共模抑制比3、低噪声4、低漂移5、高输入阻抗6、适当的频响7、设置保护电路8、有快速校准放大器增益的能力4.3生物电放大器的常用电路4.3.1理想运算放大器特性。1、Ad=∞；2、Rid＝∞；3、当V1=V2时，Vo=0;4、Ro＝0;5、fN=∞。两个基本法则：法则一“虚短”法则二“虚断”4.3.2反向放大器输入阻抗R1d≈R1；输出阻抗：04.3.2高输入阻抗反向放大器◆电路增益不仅取决于RF，而可由R2、R3调节，既保证放大器有一定增益，而RF又不致过大的问题。4.3.3同相输入放大器高输入阻抗和低输出阻抗，用作阻抗变换电路。取R1＝∞，RF＝0，构成电压跟随器，其电路增益A=V0/V1=1。4.3.4差动放大器4.3.4差动放大器1、放大器的增益使共模电压为0：Ri1=Ri2=RI,Rp=RF1=RF。上式即是电路闭环差模增益表达式；而电路的共模增益AFCR=0。从上面分析可以得到两点：(1)在运放具有理想特性、外部回路满足电阻匹配条件时，基本差动放大器只对差动输入信号有增益，而不反映共模输入电压；(2)理想闭环增益仅由外部回路电阻之比决定，与放大器本身参数无关。当放大器外部回路不满足匹配条件时，电路出现共模增益：4.3.4差动放大器2、共模抑制比Ri1=Ri2=RI,Rp=RF1=RF实际共模抑制能力取决于（1）电阻匹配精度；（2）运放实际共模抑制比（1）电阻匹配精度：设电阻匹配公差分别为Ri1＝RI(1±δi1)，RF1=RF(1±δF1)，Ri2＝RI(1±δi2)，RF2=RF(1±δF2)。4.3.4差动放大器电路输出端的共模电压总和电路共模总增益