生物医学电子学概论.ppt

散粒噪声在晶体管中，载流子的迁移速度不会相同，致使在单位时间内通过PN结空间电荷区的载流子数目有起伏，因而引起通过PN结的电流在某一电平上有一个微小的起伏，这种起伏就是所谓散粒噪声。散粒噪声与流过PN结的直流电流成正比。散粒噪声是白噪声，它的频谱范围很宽，但在低频段占主要地位。第63页,共67页，星期六，2024年，5月噪声总结热噪声和散粒噪声是白噪声。具有均匀功率频谱的噪声称为白噪声。白噪声是指在较宽的频率范围内，各等带宽的频带所含的噪声能量相等的噪声。第64页,共67页，星期六，2024年，5月主要干扰电极极化,工频干扰,肌电干扰,基线漂移患者突然动作对心电的干扰、电话铃对心电的干扰、周围环境的信号(如强的电、磁场等)对心电的干扰等；在这些干扰中，工频干扰、基线漂移是最普遍的，也是心电信号处理中必须考虑对其消除或抑制的主要噪声信号。心电信号中的干扰人体的心电信号非常微弱,其幅度范围是0.001～5mV,频率范围是0.005～100Hz。而在检测过程中,遇到的噪声与干扰信号一般都比该数值高出几个数量级。第65页,共67页，星期六，2024年，5月去除方法对于磁场，电场和电磁场，常用方法是屏蔽和接地；对于其他干扰，采用高通，带通，陷波（带阻）等一系列滤波方法去除。第66页,共67页，星期六，2024年，5月感谢大家观看第67页,共67页，星期六，2024年，5月****前两天新闻还报道，一个美国女孩人工心脏活了118天。**现在看病麻烦，跑上跑下，挂号，划价，交费，诊断，检测，治疗，取药。就是因为信息未共享，有了医院信息系统，将会有很大的改善，**可以看到医学仪器的种类繁多，我们的课时有限，不可能面面具到，最重要的是交给大家基本原理和方法。医学测量仪器是医学仪器中最普遍，最重要，最具代表性一类，多数医学电子仪器以测量为主，虽然还有少量的医学电子仪器以控制为主，但其中仍然不可缺少测量环节。所以以后的课程我们重点介绍医学测量仪器的设计。**由于热噪声的功率频谱密度为P（f）＝Vn2/B＝4kTR，所以电阻及晶体管的热噪声功率频谱密度是一个与频率无关的常数，也就是说，在一个极宽的领带上，热噪声具有均匀的功率谱，这种噪声通常称为“白噪声”。仅就电阻的热噪声而言，由（1-2）式可以给出，降低电路的工作温度，减小电阻阻值和限制电路的带宽可以降低电阻的热噪声。但是，降低电路的工作温度在绝大多数的情况下是困难的、难以接受的。减少电阻阻值受电路设计的限制。唯一可接受的办法是把电路的带宽限制在一定的范围内，即工作在信号的有效带宽。这样既可以降低电阻的热噪声，又可以抑制带外的干扰信号。**如果电路输出信号的频率与可能的干扰源的工作频率相同（如日光灯的镇流器或其它设备的电源变压器的工作频率为50Hz），则可有进一步的把握判定磁场干扰的来源。有可能的话，停止可能的干扰源的工作，如果电路的输出也显著降低甚至消逝，此时可以确定产生磁场干扰的来源。一、平行导线容性耦合假设电路1为骚扰源电路，电路2为敏感电路，两电路间的耦合电容为C。根据等效电路图（b），可以计算出骚扰源电路在电路2上耦合的骚扰电压为:第31页,共67页，星期六，2024年，5月电容性耦合引起的感应电压正比于骚扰源的工作频率、敏感电路对地的电阻R2（一般情况下为阻抗）、耦合电容C、骚扰源电压U1；电容性耦合主要在射频频率形成骚扰，频率越高，电容性耦合越明显；电容性耦合的骚扰作用相当于在电路2与地之间连接了一个幅度为的电流源。一般情况下，骚扰源的工作频率、敏感电路对地的电阻R2（一般情况下为阻抗）、骚扰源电压U1是预先给定的，所以，抑制电容性耦合的有效方法是减小耦合电容C。第32页,共67页，星期六，2024年，5月第33页,共67页，星期六，2024年，5月3、电磁场干扰电磁场干扰的主要来源是各类无线电发射装置、各种工业干扰、无线电台和设备内部的高频电磁场干扰。电磁场干扰的特点是频率高，作用距离远，幅值不稳定。交流电源线、测试系统中的长线都能引起传导耦合，它们都具有天线的效果，能够拾取空间的干扰引入测试系统。第34页,共67页，星期六，2024年，5月4、干扰的抑制1、屏蔽2、合理接地屏蔽或去除干扰源。输入引线可以采用屏蔽线。尽量缩短导线伸出屏蔽层的长度使屏蔽层可靠接地要求较高时，可采用电池供电。前置级第一个运放两输入管脚布一圈地线。第35页,共67页，星期六，2024年，5月（1）屏蔽所谓屏蔽，泛指在两个空间区域加以金属隔离，用以控制从一个区