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一：实验背景：
心脏在机械收缩之前先产生电位的变化，由于心脏浸浴在人体的组织液中，而整个人体内到处充满了体液（含有钾、钠等电解质），因此心脏的电位变化可通过体液传到身体的各个部位，将电极安放在人体的两个不同部位，便可获取心电信号。如果将心电信号变化的波形记录下来，就称为心电图。由于在人体的不同部位所得到的心电信号时不一样的，因此所记录的心电图也不同。通常所说的心电图是指在人体某些规定的位置上所获得的心电波形，图1-1是从左右手得到的心电图。由于心电图可以反映心脏各部位的情况，如果某一部位发生病变，就可以从心电图中看到相应电位的大小、方向等发生异常，因此临床上常用心电图的测定作为各种心脏病及某些内科疾病诊断的重要依据。
图1-1
对心电信号进行研究后发现，它具有以下三个特点：
心电信号是通过金属电极与皮肤接触后获取的，而电极与皮肤间的接触电阻较高，约为几十千欧姆至几百千欧姆。
心电信号的幅度较小，通常R波的幅度只有一至几毫伏，而P波的幅度约为R波的十分之一。
心电信号的频率很低，分布在（0.1~200）HZ的范围内。
二：实验目的：
通过该实验，掌握如何采集心电信号后对其进行处理并进行显示，了解构建一个系统的步骤。
使用labview软件，并学会通过软件与硬件之间的配合，简化硬件设计。
利用数据采集的相关知识，采用声卡采集信号。
三：实验要求：
构建一个生物电信号检测电路，通过一对电极，提取心电信号，用计算机采集该心电信号并显示，同时实时显示心率。
要求：采用“LABVIEW+硬件”的形式。为降低成本，采用声卡作为进行信号采集。由于频率范围的限制，必须将心电信号调制到较高频率的信号上，计算机采集该信号后，再进行解调。要求在计算机上清晰显示心电波形，无明显干扰；显示当前2-3秒的心率（次/分钟）。
四：实验原理与设计：
根据实验要求，可以看出该实验分为硬件和软件两部分，框图分别如下：
集成三运放
集成三运放
心电信号
低通滤波器
带阻滤波器
调制电路
图4-1硬件部分
调制波
调制波
声卡
带通滤波器
解调
显示
频率显示
图4-2软件部分
实验思路及设计：
A.硬件部分实验时应分为以下三个步骤：
（1）根据声卡的通带范围决定FM调制电路载波频率。
（2）确定载波频率后，测量FM电路的V-F特性曲线。
（3）根据声卡的频响特性、调制电路的V-F特性确定电路其他部分的参数（如前置放大器的放大倍数）
B．软件部分应注意满足采样定理和带通滤波器的通带范围，以及采用对应于调频的解调方法
A，硬件部分
声卡
声卡是计算机进行声音处理的适配器，也可以用来采集数据，并存储数据于计算机中，通过labview等软件可以方便地对存储的数据进行处理。要利用声卡采集数据，必须先考虑声卡采集数据特性：
（1.1）声卡上一般都有至少3个接口，红色（或粉红色）的接口是插麦克风的（即输入）；绿色（或淡绿色）的接口是插外接音箱或耳机的（即输出）；耳机口输入信号电压：1V峰值以内；mic口输入信号电压：50毫伏左右
实验中使用的是mic口输入，所以输入信号电压应=50mv
（1.2）声卡的频率响应
系统的频率响应为系统对所有频率的传输比。测量频响特性的普遍方法是在被测电路的输入端输入冲激函数（t），冲激函数是一个特别的函数，它在所有频率上具有相同的幅度，（）用它来作为系统的输入，等价于同时用所有可能的频率来测试该系统。系统的频率响应唯一地描述了该系统。
可以用RMAA软件来测量所用声卡的频率响应。RMAA能够模拟产生冲激函数，把声卡的输出回接到话筒输入，并通过对冲激响应的傅立叶变换得知声卡的频响
由于时间关系，实验中并没有测量所用具体声卡的频响特性，而是从网上查找了一般声卡的频率范围，不同质量的声卡频率范围不一，但是采样较好的频段为20hz-10khz，所以应使调制后的信号频率落在这段范围内。
（1.3），声卡的精度不一，可以由labview软件模块设置中决定要用哪个精度，对于该实验，16bit的精度已经足够，因此选择16bit
调制电路的V-F特性
模拟调制可以有多种方式：调幅，调频，调相（统称角调制），本实验中采用调频方式。调频方式较调幅方式有多方面的优越性：
（2.1）、调频比调幅抗干扰能力强：外来的各种干扰、加工业和天电干扰等，对已调波的影响主要表现为产生寄生调幅，形成噪声。调频制可以用限幅的方法，消除干扰所引起的寄生调幅。而调幅制中已调幅信号的幅度是变化的，因而不能采用限幅，也就很难消除外来的干扰。
（2.2）、另外，信号的信噪比愈大，抗干扰能力就愈强。而解调后获得的信号的信噪比与调制系数有关，调制系数越大，信噪比越大。由于调频系数远大于调幅系数，因此，调频波信噪比高，调频广播中干扰噪声小。
（2.3）、从频谱角度看，调幅
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