心电信号的采集及前置放大课程实验报告.pdfVIP

实验报告

指导教师：实验地点：

实验时间：

一、实验室名称：医疗仪器实验室

二、实验项目名称：心电信号的采集及前置放大

三、实验学时：2学时

四、实验原理：

心电信号的采集使用了标准I导联，电路中RL、RA、LA三处为三个音频插

座，由三个心电电极夹接入，分别夹在右腿、右手、左手。由右手与左手输入的

信号经AD620差动放大，得到心电信号。夹在右腿的电极起到一个反馈作用，

向身体输入信号，起到平稳心电信号的作用。电路中的普通运放有两个，所以采

用了二运放芯片NE5532。使用的医用放大器芯片AD620是一款经常使用的医用

放大器芯片，其特点是精度高，放大倍数准确，能够将十分微小的信号放大，常

用于医用仪器的设计。AD620的放大倍数由RQ1到RQ4控制，G=(49.4kΩ/R)+1。

G

五、实验目的：

1．初步学会人体心电的测量方法。

2．学习使用较为精密的医用放大器芯片。

六、实验内容：

调试心电测量电路，测量人体心电，观察标准模块输出，自行制作模块观

察效果区别。

七、实验器材（设备、元器件）：

心电采集实验箱、电脑、心电电极夹、电阻、AD620、NE5532，连接线、电

烙铁、电路板制作工具、螺丝刀

八、实验步骤：

1．利用板上的信号源调试电路

（1）利用板上的电源为模块供电。

（2）利用板上的信号源为模块提供信号。

（3）用示波器观察模块信号输出端，查看波形。

2．测量人体的心电

（1）将底板上的开关拨到ECG端。

（2）连接心电电极夹。

（3）检测人体心电并用示波器观察输出波形。

3.自制模块

根据实验提供模块电路原理图自制PCB图，制作模块取代标准模块重复实

验。

九、实验制作电路及观测结果分析：

1．实验原理图：

图1.1AltiumDesigner原理图

图1.2PCB版图

2．仿真结果图

在输入部分通过函数发生器模拟生理信号，对电路进行仿真查看结果

图2.1加入了函数发生器和模拟示波器后的结果

通过仿真结果可以看出RA、LA分别加入了30mv和40mv的正弦信号，在示波器

结果中可以看到输出信号约为106.903mv,放大倍数约为10.7，与实验理论值的

放大倍数10.6接近，能够达到预期的效果

3．结果分析：

心电信号前置放大电路模块实物如下图所示。

正面

反面

图2.2正反面实物图

结果：

图2.3初次测试

一开始输出信号为一条直线，使用万用表检查无明显短路或开路。

怀疑接入的七个管脚接入错误，检查连线和管脚后再次接入，更换接入的输

入和正负电源插口，发现这次屏幕上观察不到输入信号，而且芯片NE5532发烫。

很短的一段时间后，拔下，发现NE5532芯片已经烧坏。

经检查发现是芯片的正负电极接反导致芯片烧毁，更换烧坏的芯片NES后重

新接入，结果这次仍为一条直线，观察不到心电信号，一段时间后信号屏幕上显

示的输出信号消失了，这次NE5532并未发烫，检查后发现AD620发烫，赶紧关闭

电源，取下电路模块，检查PCB原理图，发现重大失误。在绘制PCB版图时，将

两个芯片的4管脚接在了一起。而原理图中AD620芯片的4脚接-5V、NE5532的4

脚接+5V。修改电路焊锡走线和连线后重新接入：

图2.4自制模块

图2.5标准模块(上)和自制模块(下)的对比

更改后的P