專利名稱：用于監(jiān)測(cè)體表心電信號(hào)的電路構(gòu)成方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件放大電路及RC濾波器，特別涉及在將微弱信號(hào)進(jìn)行高精度放大的同時(shí)抑制干擾噪聲的裝置，尤其涉及用于監(jiān)測(cè)體表心電信號(hào)的電路構(gòu)成方法和裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的狀況體表心電信號(hào)的測(cè)量方法都是采用貼在體表特定位置的AgCl電極獲取微弱的心電信號(hào)，并通過心電導(dǎo)聯(lián)線將上述微弱的心電信號(hào)送入電子放大器進(jìn)行放大，得到伏特級(jí)的心電信號(hào)，通過A/D轉(zhuǎn)換得到數(shù)字心電信號(hào)，可以進(jìn)一步進(jìn)行心電信號(hào)的特征識(shí)別和參數(shù)計(jì)算。由于體表的心電信號(hào)是人體心臟的心肌節(jié)律性電生理信號(hào)在體表的分解，信號(hào)十分微弱，同時(shí)還受到工頻的干擾，因此，獲得干凈、有效的心電信號(hào)是心電信號(hào)檢測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)。目前大多數(shù)用于心電監(jiān)護(hù)的電子電路是采用專用儀表放大器，后級(jí)采用頻帶可調(diào)的高通濾波器，增益可調(diào)的信號(hào)放大器，頻帶可調(diào)的低通濾波器以及電路平移等電路組件來共同完成對(duì)心電信號(hào)的放大，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增益設(shè)置、通頻帶設(shè)置一致性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提出一種用于監(jiān)測(cè)體表心電信號(hào)的電路構(gòu)成方法和裝置。該電路裝置包括前級(jí)阻抗匹配電路，導(dǎo)聯(lián)脫落識(shí)別電路、主放大電路，驅(qū)動(dòng)電路、高通濾波電路、電壓放大與電平預(yù)置電路，低通濾波等幾部分構(gòu)成一個(gè)模塊化的心電監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)，主要完成信號(hào)輸入端的阻抗匹配、導(dǎo)聯(lián)脫落自動(dòng)識(shí)別、右腿驅(qū)動(dòng)、高、低通濾波、固定增益的心電信號(hào)的放大與電平預(yù)置等功能。
本發(fā)明可以通過以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。
實(shí)施用于監(jiān)測(cè)體表心電信號(hào)的電路構(gòu)成方法，包括步驟A.設(shè)置前級(jí)阻抗匹配電路，所述電路包括右手導(dǎo)聯(lián)通道、左手導(dǎo)聯(lián)通道、左腳導(dǎo)聯(lián)通道、胸導(dǎo)聯(lián)通道和右腿導(dǎo)聯(lián)通道；該電路各通道的輸入接各自的導(dǎo)聯(lián)，各通道中的運(yùn)算放大器都接成電壓跟隨器形式，用以提高輸入阻抗；B.再設(shè)置導(dǎo)聯(lián)脫落識(shí)別電路，該電路的信號(hào)輸入端連接前級(jí)阻抗匹配電路中所有通道運(yùn)算放大器的輸出端，當(dāng)任一路導(dǎo)聯(lián)脫落使對(duì)應(yīng)運(yùn)算放大器的輸出達(dá)到滿幅電壓輸出時(shí)，導(dǎo)聯(lián)脫落識(shí)別電路的輸出變?yōu)楦唠娖剑@個(gè)高電平信號(hào)被微處理器檢測(cè)到之后，微處理器進(jìn)行相應(yīng)的處理控制；C.再設(shè)置主放大電路，該主放大電路中的運(yùn)算放大器接為儀表放大電路形式，其同相和反向輸入端分別接入前級(jí)阻抗匹配電路中不同兩路通道的輸出，以將心電信號(hào)由雙端信號(hào)轉(zhuǎn)換成單端信號(hào)輸出；D.再設(shè)置驅(qū)動(dòng)電路，將右手導(dǎo)聯(lián)通道、左手導(dǎo)聯(lián)通道和左腳導(dǎo)聯(lián)通道電壓跟隨器的輸出通過電阻接在一起形成一個(gè)共模信號(hào)反饋源，并接入所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入端，驅(qū)動(dòng)電路包括右腿驅(qū)動(dòng)通道和屏蔽層驅(qū)動(dòng)通道；所述右腿驅(qū)動(dòng)通道的輸出接右腿驅(qū)動(dòng)導(dǎo)聯(lián)，用以提高全電路對(duì)共模信號(hào)的抑制作用；所述屏蔽層驅(qū)動(dòng)通道的輸出接導(dǎo)聯(lián)屏蔽層，也是用以提高全電路對(duì)共模信號(hào)的抑制作用；E.再設(shè)置高通濾波電路，該電路的輸入接主放大電路中運(yùn)算放大器的輸出，用以隔離人體體表的靜態(tài)極化電壓；F.再設(shè)置電壓放大電路，該電路的輸入接高通濾波電路的輸出，用以將主放大電路放大的心電信號(hào)進(jìn)一步放大，用以驅(qū)動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；G.再設(shè)置電平預(yù)置電路，該電路為電壓放大電路中運(yùn)算放大器提供輸出電平的參考源，以使心電信號(hào)的輸出在此參考源正負(fù)方向動(dòng)態(tài)變化；H.再設(shè)置低通濾波電路，該電路的輸入接電壓放大電路的輸出，用以進(jìn)一步濾除高頻分量，輸出接A/D轉(zhuǎn)換電路；I.再設(shè)置正直流電源、負(fù)直流電源和正負(fù)直流電源公共地的接入電路，為全電路供電。
步驟G所述的為電壓放大電路中運(yùn)算放大器提供輸出電平的參考源，該參考源電平為+2.5V；所述的使心電信號(hào)的輸出在此參考源正負(fù)方向動(dòng)態(tài)變化，該動(dòng)態(tài)變化范圍是0～+5V。
本發(fā)明還可以通過下面的技術(shù)措施得到進(jìn)一步實(shí)施設(shè)計(jì)加工一種用于監(jiān)測(cè)體表心電信號(hào)的電路，包括前級(jí)阻抗匹配電路、導(dǎo)聯(lián)脫落識(shí)別電路、主放大電路、驅(qū)動(dòng)電路、電壓放大電路和低通濾波電路；所述前級(jí)阻抗匹配電路包括右手導(dǎo)聯(lián)通道、左手導(dǎo)聯(lián)通道、左腳導(dǎo)聯(lián)通道、胸導(dǎo)聯(lián)通道和右腿導(dǎo)聯(lián)通道；該電路各通道的輸入接各自的導(dǎo)聯(lián)，各通道中的運(yùn)算放大器都接成電壓跟隨器形式，各電壓跟隨器的輸出都接入所述導(dǎo)聯(lián)脫落識(shí)別電路的輸入端；所述前級(jí)阻抗匹配電路中右手導(dǎo)聯(lián)通道、左手導(dǎo)聯(lián)通道和左腳導(dǎo)聯(lián)通道電壓跟隨器的輸出通過電阻接在一起，然后接入驅(qū)動(dòng)電路的輸入端，所述驅(qū)動(dòng)電路中右腿驅(qū)動(dòng)通道的輸出接右腿驅(qū)動(dòng)導(dǎo)聯(lián)，屏蔽層驅(qū)動(dòng)通道的輸出接導(dǎo)聯(lián)屏蔽層；所述導(dǎo)聯(lián)脫落識(shí)別電路的輸出端是全電路的一個(gè)輸出端，輸出接到微處理器，平時(shí)該輸出端為低電平，在任一導(dǎo)聯(lián)脫落時(shí)，該輸出端變?yōu)楦唠娖剑凰鲋鞣糯箅娐分械倪\(yùn)算放大器接為儀表放大電路形式，其同相和反向輸入端分別接入前級(jí)阻抗匹配電路中右手導(dǎo)聯(lián)通道、左手導(dǎo)聯(lián)通道、左腳導(dǎo)聯(lián)通道和胸導(dǎo)聯(lián)通道各電壓跟隨器輸出中的不同兩路；所述主放大電路的輸出端接入所述電壓放大電路的輸入端，該電路的輸出接低通濾波電路，所述低通濾波電路的輸出是全電路的三個(gè)輸出端，輸出接到A/D轉(zhuǎn)換器。
所述前級(jí)阻抗匹配電路與右手導(dǎo)聯(lián)、左手導(dǎo)聯(lián)、左腳導(dǎo)聯(lián)、胸導(dǎo)聯(lián)和右腿導(dǎo)聯(lián)之間接有前級(jí)低通濾波電路，該電路中各通道都由一階RC低通濾波器構(gòu)成。
所述主放大電路與電壓放大電路之間接有高通濾波電路，該電路中各通道都由一階RC高通濾波器構(gòu)成。
所述電壓放大電路包括三只運(yùn)算放大器，各運(yùn)算放大器的一個(gè)輸入端除了接反饋電阻外，各自還通過電阻接電平預(yù)置電路的輸出端；所述電平預(yù)置電路的輸出電平穩(wěn)定在+2.5V。
所述前級(jí)阻抗匹配電路包括5只運(yùn)算放大器，各運(yùn)算放大器都接成電壓跟隨器形式，在各自的同相輸入端與負(fù)電源之間都接一電阻。
所述驅(qū)動(dòng)電路包括兩只運(yùn)算放大器，一只運(yùn)算放大器的同相輸入端和另一運(yùn)算放大器的反相輸入端接3只電阻的連接點(diǎn)；一運(yùn)算放大器的輸出接右腿導(dǎo)聯(lián)，一運(yùn)算放大器的輸出接導(dǎo)聯(lián)屏蔽層。
所述導(dǎo)聯(lián)脫落識(shí)別電路包括邏輯電路芯片、運(yùn)算放大器和電壓比較器，電壓比較器的同相輸入端接在由電阻構(gòu)成的分壓點(diǎn)上，邏輯電路芯片接成電壓跟隨器形式，其輸入接邏輯電路芯片的輸出端，邏輯電路芯片的輸出接電壓比較器的反相輸入端，電壓比較器的輸出經(jīng)電阻電容構(gòu)成的二階低通濾波器后作為導(dǎo)聯(lián)脫落識(shí)別信號(hào)輸出。
所述前級(jí)阻抗匹配電路、導(dǎo)聯(lián)脫落識(shí)別電路、主放大電路、驅(qū)動(dòng)電路、電壓放大電路均由正直流電源、負(fù)直流電源和正負(fù)直流電源公共地接入為全電路供電。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明避免了濾波通帶和增益設(shè)置的一致性誤差，減小了模塊間的差異性，有效克服了工頻的干擾，干凈準(zhǔn)確可靠地獲得了心電信號(hào)數(shù)據(jù)。


圖1是本發(fā)明用于監(jiān)測(cè)體表心電信號(hào)的電路構(gòu)成方法和裝置的電原理圖；圖2是本發(fā)明所述裝置的構(gòu)成框圖；圖3是本發(fā)明所述構(gòu)成方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖所示的最佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳盡的描述如圖1～3所示，實(shí)施用于監(jiān)測(cè)體表心電信號(hào)的電路構(gòu)成方法，包括步驟A.設(shè)置前級(jí)阻抗匹配電路20，所述電路20包括右手導(dǎo)聯(lián)RA通道、左手導(dǎo)聯(lián)LA通道、左腳導(dǎo)聯(lián)LL通道、胸導(dǎo)聯(lián)VX通道和右腿導(dǎo)聯(lián)RL通道；該電路20各通道的輸入接各自的導(dǎo)聯(lián)，各通道中的運(yùn)算放大器都接成電壓跟隨器形式，用以提高輸入阻抗；B.設(shè)置導(dǎo)聯(lián)脫落識(shí)別電路90，該電路90的信號(hào)輸入端連接前級(jí)阻抗匹配電路20中所有通道運(yùn)算放大器的輸出端，當(dāng)任一路導(dǎo)聯(lián)脫落使對(duì)應(yīng)運(yùn)算放大器的輸出達(dá)到滿幅電壓輸出時(shí)，導(dǎo)聯(lián)脫落識(shí)別電路90的輸出變?yōu)楦唠娖?，這個(gè)高電平信號(hào)被微處理器檢測(cè)到之后，微處理器進(jìn)行相應(yīng)的處理控制；C.再設(shè)置主放大電路40，該主放大電路40中的運(yùn)算放大器接為儀表放大電路形式，其同相和反向輸入端分別接入前級(jí)阻抗匹配電路20中不同兩路通道的輸出，以將心電信號(hào)由雙端信號(hào)轉(zhuǎn)換成單端信號(hào)輸出；D.置驅(qū)動(dòng)電路30，將右手導(dǎo)聯(lián)RA通道、左手導(dǎo)聯(lián)LA通道和左腳導(dǎo)聯(lián)LL通道電壓跟隨器的輸出通過電阻接在一起形成一個(gè)共模信號(hào)反饋源，并接入所述驅(qū)動(dòng)電路30的輸入端，驅(qū)動(dòng)電路30包括右腿驅(qū)動(dòng)通道和屏蔽層驅(qū)動(dòng)通道；所述右腿驅(qū)動(dòng)通道的輸出接右腿驅(qū)動(dòng)導(dǎo)聯(lián)RL，用以提高全電路對(duì)共模信號(hào)的抑制作用；所述屏蔽層驅(qū)動(dòng)通道的輸出接導(dǎo)聯(lián)屏蔽層SHIELD，也是用以提高全電路對(duì)共模信號(hào)的抑制作用；
E.設(shè)置高通濾波電路50，該電路50的輸入接主放大電路40中運(yùn)算放大器的輸出，用以隔離人體體表的靜態(tài)極化電壓；F.設(shè)置電壓放大電路60，該電路60的輸入接高通濾波電路50的輸出，用以將主放大電路40放大的心電信號(hào)進(jìn)一步放大，用以驅(qū)動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；G.設(shè)置電平預(yù)置電路70，該電路70為電壓放大電路60中運(yùn)算放大器提供輸出電平的參考源，以使心電信號(hào)的輸出在此參考源正負(fù)方向動(dòng)態(tài)變化；H.設(shè)置低通濾波電路80，該電路80的輸入接電壓放大電路60的輸出，用以進(jìn)一步濾除高頻分量，輸出接A/D轉(zhuǎn)換電路；I.設(shè)置正直流電源VCC、負(fù)直流電源VEE和正負(fù)直流電源公共地GND的接入電路，為全電路供電。
步驟G所述的為電壓放大電路60中運(yùn)算放大器提供輸出電平的參考源，該參考源電平為+2.5V；所述的使心電信號(hào)的輸出在此參考源正負(fù)方向動(dòng)態(tài)變化，該動(dòng)態(tài)變化范圍是0～+5V。
本發(fā)明還可以通過以下方案進(jìn)一步得到實(shí)施設(shè)計(jì)加工一種用于監(jiān)測(cè)體表心電信號(hào)的電路，包括前級(jí)阻抗匹配電路20、導(dǎo)聯(lián)脫落識(shí)別電路90、主放大電路40、驅(qū)動(dòng)電路30、電壓放大電路60和低通濾波電路80；所述前級(jí)阻抗匹配電路20包括右手導(dǎo)聯(lián)RA通道、左手導(dǎo)聯(lián)LA通道、左腳導(dǎo)聯(lián)LL通道、胸導(dǎo)聯(lián)VX通道和右腿導(dǎo)聯(lián)RL通道；該電路20各通道的輸入接各自的導(dǎo)聯(lián)，各通道中的運(yùn)算放大器都接成電壓跟隨器形式，各電壓跟隨器的輸出都接入所述導(dǎo)聯(lián)脫落識(shí)別電路90的輸入端；所述前級(jí)阻抗匹配電路20中右手導(dǎo)聯(lián)RA通道、左手導(dǎo)聯(lián)LA通道和左腳導(dǎo)聯(lián)LL通道電壓跟隨器的輸出通過電阻接在一起，然后接入驅(qū)動(dòng)電路30的輸入端，所述驅(qū)動(dòng)電路30中右腿驅(qū)動(dòng)通道的輸出接右腿驅(qū)動(dòng)導(dǎo)聯(lián)RL，屏蔽層驅(qū)動(dòng)通道的輸出接導(dǎo)聯(lián)屏蔽層SHIELD；所述導(dǎo)聯(lián)脫落識(shí)別電路90的輸出端LeadsOut是全電路的一個(gè)輸出端，輸出接到微處理器，平時(shí)該輸出端為低電平，在任一導(dǎo)聯(lián)脫落時(shí)，該輸出端變?yōu)楦唠娖剑凰鲋鞣糯箅娐?0中的運(yùn)算放大器接為儀表放大電路形式，其同相和反向輸入端分別接入前級(jí)阻抗匹配電路20中右手導(dǎo)聯(lián)RA通道、左手導(dǎo)聯(lián)LA通道、左腳導(dǎo)聯(lián)LL通道和胸導(dǎo)聯(lián)VX通道各電壓跟隨器輸出中的不同兩路；所述主放大電路40的輸出端接入所述電壓放大電路60的輸入端，該電路60的輸出接低通濾波電路80，所述低通濾波電路80的輸出Vout0、Vout1和Vout2是全電路的三個(gè)輸出端，輸出接到A/D轉(zhuǎn)換器。
所述前級(jí)阻抗匹配電路20與右手導(dǎo)聯(lián)RA、左手導(dǎo)聯(lián)LA、左腳導(dǎo)聯(lián)LL、胸導(dǎo)聯(lián)VX和右腿導(dǎo)聯(lián)RL之間接有前級(jí)低通濾波電路10，該電路10中各通道都由一階RC低通濾波器構(gòu)成。
所述主放大電路40與電壓放大電路60之間接有高通濾波電路50，該電路50中各通道都由一階RC高通濾波器構(gòu)成。
所述電壓放大電路60包括運(yùn)算放大器U1B、U2B和U3B，各運(yùn)算放大器的一個(gè)輸入端除了接反饋電阻R6、R16和R26外，還通過電阻R5、R15和R25接電平預(yù)置電路70的輸出端；所述電平預(yù)置電路70的輸出電平穩(wěn)定在+2.5V。
所述前級(jí)阻抗匹配電路20包括運(yùn)算放大器U1A、U2A、 U3A、U4A和U61B，各運(yùn)算放大器都接成電壓跟隨器形式，在各自的同相輸入端與負(fù)電源VEE之間都接一電阻R2、R12、R22、R32和R42。
所述驅(qū)動(dòng)電路30包括運(yùn)算放大器U5A和U5B，運(yùn)算放大器U5A的同相輸入端和運(yùn)算放大器U5B的反相輸入端接電阻R51、R52和R53的連接點(diǎn)；運(yùn)算放大器U5B的輸出接右腿導(dǎo)聯(lián)RL，運(yùn)算放大器U5A的輸出接導(dǎo)聯(lián)屏蔽層SHIELD。
所述導(dǎo)聯(lián)脫落識(shí)別電路90包括邏輯電路芯片U50、運(yùn)算放大器U61A和電壓比較器U71A，電壓比較器U71A的同相輸入端接在由電阻R61和R62構(gòu)成的分壓點(diǎn)上，邏輯電路芯片U50接成電壓跟隨器形式，其輸入接邏輯電路芯片U50的輸出端，邏輯電路芯片U50的輸出接電壓比較器U71A的反相輸入端，電壓比較器U71A的輸出經(jīng)R63、R64、C61、C62構(gòu)成的二階低通濾波器后作為導(dǎo)聯(lián)脫落識(shí)別信號(hào)LeadsOUT輸出。
所述前級(jí)阻抗匹配電路20、導(dǎo)聯(lián)脫落識(shí)別電路90、主放大電路40、驅(qū)動(dòng)電路30、電壓放大電路60均由正直流電源VCC、負(fù)直流電源VEE和正負(fù)直流電源公共地GND接入為全電路供電。
本發(fā)明的工作原理及特點(diǎn)是這樣的由于體表心電信號(hào)十分微弱，心電信號(hào)導(dǎo)聯(lián)與人體接觸電阻及心電信號(hào)源具有較大的內(nèi)阻，為了有效地獲取心電信號(hào)，需要設(shè)置前級(jí)阻抗匹配電路20，本發(fā)明最佳實(shí)施例在匹配電路20中采用了具有JET輸入的運(yùn)算放大器，連接成電壓跟隨電路形式，提高心電檢測(cè)電路的輸入阻抗，可以最大限度的獲取心電信號(hào)。
在前級(jí)阻抗匹配電路20中各運(yùn)放的同相端通過一個(gè)大阻值的電阻施加一個(gè)5V的負(fù)向直流電壓，并在這個(gè)運(yùn)放的輸出端連接一個(gè)電壓比較器的同相端，而這個(gè)比較器的反相端接一個(gè)參考電壓，導(dǎo)聯(lián)正常使用時(shí)，上述的5V電壓由于人體電阻分壓得到很小的電壓到運(yùn)放的輸入端，也就是加在上述電壓比較器的同相端，這時(shí)這個(gè)比較器反相端的電位高，輸出為低電平；當(dāng)某個(gè)導(dǎo)聯(lián)脫落時(shí)，導(dǎo)聯(lián)懸空則人體電阻增大到接近無窮大，這時(shí)這個(gè)5V的就輸入到比較器的同相端，使得同相端的電位高于反相端，則比較器的輸出為高電平。
由于人體體表存在較大的靜態(tài)極化電壓，可能會(huì)高達(dá)+/-300mV，不隔離會(huì)產(chǎn)生后繼的放大電路輸出飽和的現(xiàn)象，需要通過高通濾波電路隔去這個(gè)極化電壓，確保后續(xù)的放大電路的正常工作，這里設(shè)置一級(jí)RC高通濾波電路50，根據(jù)心電信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)要求這個(gè)高通濾波電路的低限頻率為0.05Hz(3dB帶寬)。
由于心電信號(hào)的高頻分量極少，而且絕大部分都集中在40Hz以下，根據(jù)診斷心電信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)以及后繼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換頻率的限制，設(shè)置低通濾波電路80，這里是采用一級(jí)RC低通濾波，這個(gè)低通濾波的截止頻率設(shè)置為120Hz。
實(shí)踐證明，本發(fā)明用于監(jiān)測(cè)體表心電信號(hào)的電路構(gòu)成方法和裝置避免了濾波通帶和增益設(shè)置的一致性誤差，減小了模塊間的差異性，有效克服了工頻的干擾，干凈準(zhǔn)確可靠地獲得了心電信號(hào)數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.用于監(jiān)測(cè)體表心電信號(hào)的電路構(gòu)成方法，其特征在于包括步驟A.設(shè)置前級(jí)阻抗匹配電路(20)，所述電路(20)包括右手導(dǎo)聯(lián)RA通道、左手導(dǎo)聯(lián)LA通道、左腳導(dǎo)聯(lián)LL通道、胸導(dǎo)聯(lián)VX通道和右腿導(dǎo)聯(lián)RL通道；該電路(20)各通道的輸入接各自的導(dǎo)聯(lián)，各通道中的運(yùn)算放大器都接成電壓跟隨器形式，用以提高輸入阻抗；B.再設(shè)置導(dǎo)聯(lián)脫落識(shí)別電路(90)，該電路(90)的信號(hào)輸入端連接前級(jí)阻抗匹配電路(20)中所有通道運(yùn)算放大器的輸出端，當(dāng)任一路導(dǎo)聯(lián)脫落使對(duì)應(yīng)運(yùn)算放大器的輸出達(dá)到滿幅電壓輸出時(shí)，導(dǎo)聯(lián)脫落識(shí)別電路(90)的輸出變?yōu)楦唠娖?，這個(gè)高電平信號(hào)被微處理器檢測(cè)到之后，微處理器進(jìn)行相應(yīng)的處理控制；C.再設(shè)置主放大電路(40)，該主放大電路(40)中的運(yùn)算放大器接為儀表放大電路形式，其同相和反向輸入端分別接入前級(jí)阻抗匹配電路(20)中不同兩路通道的輸出，以將心電信號(hào)由雙端信號(hào)轉(zhuǎn)換成單端信號(hào)輸出；D.再設(shè)置驅(qū)動(dòng)電路(30)，將右手導(dǎo)聯(lián)RA通道、左手導(dǎo)聯(lián)LA通道和左腳導(dǎo)聯(lián)LL通道電壓跟隨器的輸出通過電阻接在一起形成一個(gè)共模信號(hào)反饋源，并接入所述驅(qū)動(dòng)電路(30)的輸入端，驅(qū)動(dòng)電路(30)包括右腿驅(qū)動(dòng)通道和屏蔽層驅(qū)動(dòng)通道；所述右腿驅(qū)動(dòng)通道的輸出接右腿驅(qū)動(dòng)導(dǎo)聯(lián)RL，用以提高全電路對(duì)共模信號(hào)的抑制作用；所述屏蔽層驅(qū)動(dòng)通道的輸出接導(dǎo)聯(lián)屏蔽層SHIELD，也是用以提高全電路對(duì)共模信號(hào)的抑制作用；E.再設(shè)置高通濾波電路(50)，該電路(50)的輸入接主放大電路(40)中運(yùn)算放大器的輸出，用以隔離人體體表的靜態(tài)極化電壓；F.再設(shè)置電壓放大電路(60)，該電路(60)的輸入接高通濾波電路(50)的輸出，用以將主放大電路(40)放大的心電信號(hào)進(jìn)一步放大，用以驅(qū)動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；G.再設(shè)置電平預(yù)置電路(70)，該電路(70)為電壓放大電路(60)中運(yùn)算放大器提供輸出電平的參考源，以使心電信號(hào)的輸出在此參考源正負(fù)方向動(dòng)態(tài)變化；H.再設(shè)置低通濾波電路(80)，該電路(80)的輸入接電壓放大電路(60)的輸出，用以進(jìn)一步濾除高頻分量，輸出接A/D轉(zhuǎn)換電路；I.再設(shè)置正直流電源VCC、負(fù)直流電源VEE和正負(fù)直流電源公共地GND的接入電路，為全電路供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于監(jiān)測(cè)體表心電信號(hào)的電路構(gòu)成方法，其特征在于步驟G所述的為電壓放大電路(60)中運(yùn)算放大器提供輸出電平的參考源，該參考源電平為+2.5V；所述的使心電信號(hào)的輸出在此參考源正負(fù)方向動(dòng)態(tài)變化，該動(dòng)態(tài)變化范圍是0～+5V。
3.一種用于監(jiān)測(cè)體表心電信號(hào)的電路，其特征在于包括前級(jí)阻抗匹配電路(20)、導(dǎo)聯(lián)脫落識(shí)別電路(90)、主放大電路(40)、驅(qū)動(dòng)電路(30)、電壓放大電路(60)和低通濾波電路(80)；所述前級(jí)阻抗匹配電路(20)包括右手導(dǎo)聯(lián)RA通道、左手導(dǎo)聯(lián)LA通道、左腳導(dǎo)聯(lián)LL通道、胸導(dǎo)聯(lián)VX通道和右腿導(dǎo)聯(lián)RL通道；該電路(20)各通道的輸入接各自的導(dǎo)聯(lián)，各通道中的運(yùn)算放大器都接成電壓跟隨器形式，各電壓跟隨器的輸出都接入所述導(dǎo)聯(lián)脫落識(shí)別電路(90)的輸入端；所述前級(jí)阻抗匹配電路(20)中右手導(dǎo)聯(lián)RA通道、左手導(dǎo)聯(lián)LA通道和左腳導(dǎo)聯(lián)LL通道電壓跟隨器的輸出通過電阻接在一起，然后接入驅(qū)動(dòng)電路(30)的輸入端，所述驅(qū)動(dòng)電路(30)中右腿驅(qū)動(dòng)通道的輸出接右腿驅(qū)動(dòng)導(dǎo)聯(lián)RL，屏蔽層驅(qū)動(dòng)通道的輸出接導(dǎo)聯(lián)屏蔽層SHIELD；所述導(dǎo)聯(lián)脫落識(shí)別電路(90)的輸出端LeadsOut是全電路的一個(gè)輸出端，輸出接到微處理器，平時(shí)該輸出端為低電平，在任一導(dǎo)聯(lián)脫落時(shí)，該輸出端變?yōu)楦唠娖?；所述主放大電?40)中的運(yùn)算放大器接為儀表放大電路形式，其同相和反向輸入端分別接入前級(jí)阻抗匹配電路(20)中右手導(dǎo)聯(lián)RA通道、左手導(dǎo)聯(lián)LA通道、左腳導(dǎo)聯(lián)LL通道和胸導(dǎo)聯(lián)VX通道各電壓跟隨器輸出中的不同兩路；所述主放大電路(40)的輸出端接入所述電壓放大電路(60)的輸入端，該電路(60)的輸出接低通濾波電路(80)，所述低通濾波電路(80)的輸出Vout0、Vout1和Vout2是全電路的三個(gè)輸出端，輸出接到A/D轉(zhuǎn)換器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述用于監(jiān)測(cè)體表心電信號(hào)的電路，其特征在于所述前級(jí)阻抗匹配電路(20)與右手導(dǎo)聯(lián)RA、左手導(dǎo)聯(lián)LA、左腳導(dǎo)聯(lián)LL、胸導(dǎo)聯(lián)VX和右腿導(dǎo)聯(lián)RL之間接有前級(jí)低通濾波電路(10)，該電路(10)中各通道都由一階RC低通濾波器構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述用于監(jiān)測(cè)體表心電信號(hào)的電路，其特征在于所述主放大電路(40)與電壓放大電路(60)之間接有高通濾波電路(50)，該電路(50)中各通道都由一階RC高通濾波器構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述用于監(jiān)測(cè)體表心電信號(hào)的電路，其特征在于所述電壓放大電路(60)包括運(yùn)算放大器U1B、U2B和U3B，各運(yùn)算放大器的一個(gè)輸入端除了接反饋電阻R6、R16和R26外，還通過電阻R5、R15和R25接電平預(yù)置電路(70)的輸出端；所述電平預(yù)置電路(70)的輸出電平穩(wěn)定在+2.5V。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述用于監(jiān)測(cè)體表心電信號(hào)的電路，其特征在于所述前級(jí)阻抗匹配電路(20)包括運(yùn)算放大器U1A、U2A、U3A、U4A和U61B，各運(yùn)算放大器都接成電壓跟隨器形式，在各自的同相輸入端與負(fù)電源VEE之間都接一電阻R2、R12、R22、R32和R42。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述用于監(jiān)測(cè)體表心電信號(hào)的電路，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)電路(30)包括運(yùn)算放大器U5A和U5B為，運(yùn)算放大器U5A的同相輸入端和運(yùn)算放大器U5B的反相輸入端接電阻R51、R52和R53的連接點(diǎn)；運(yùn)算放大器U5B的輸出接右腿導(dǎo)聯(lián)RL，運(yùn)算放大器U5A的輸出接導(dǎo)聯(lián)屏蔽層SHIELD。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述用于監(jiān)測(cè)體表心電信號(hào)的電路，其特征在于所述導(dǎo)聯(lián)脫落識(shí)別電路(90)包括邏輯電路芯片U50、運(yùn)算放大器U61A和電壓比較器U71A為，電壓比較器U71A的同相輸入端接在由電阻R61和R62構(gòu)成的分壓點(diǎn)上，邏輯電路芯片U50接成電壓跟隨器形式，其輸入接邏輯電路芯片U50的輸出端，邏輯電路芯片U50的輸出接電壓比較器U71A的反相輸入端，電壓比較器U71A的輸出經(jīng)R63、R64、C61、C62構(gòu)成的二階低通濾波器后作為導(dǎo)聯(lián)脫落識(shí)別信號(hào)LeadsOUT輸出。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述用于監(jiān)測(cè)體表心電信號(hào)的電路，其特征在于所述前級(jí)阻抗匹配電路(20)、導(dǎo)聯(lián)脫落識(shí)別電路(90)、主放大電路(40)、驅(qū)動(dòng)電路(30)、電壓放大電路(60)均由正直流電源VCC、負(fù)直流電源VEE和正負(fù)直流電源公共地GND接入為全電路供電。
全文摘要
一種用于監(jiān)測(cè)體表心電信號(hào)的電路，包括前級(jí)阻抗匹配電路(20)、導(dǎo)聯(lián)脫落識(shí)別電路(90)、主放大電路(40)、驅(qū)動(dòng)電路(30)、電壓放大電路(60)和低通濾波電路(80)；所述導(dǎo)聯(lián)脫落識(shí)別電路(90)的輸出端LeadsOut是全電路的一個(gè)輸出端，輸出接到微處理器；主放大電路(40)的輸出端接入電壓放大電路(60)的輸入，該電路(60)的輸出接低通濾波電路(80)，電路(80)的輸出Vout0、Vout1和Vout2是全電路的另三個(gè)輸出端，輸出接A/D轉(zhuǎn)換器；本發(fā)明避免了濾波通帶和增益設(shè)置的一致性誤差，減小了模塊間的差異性，有效克服了工頻的干擾，干凈準(zhǔn)確可靠地獲得了心電信號(hào)數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)A61B5/0402GK1611185SQ20031011196
公開日2005年5月4日 申請(qǐng)日期2003年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月27日
發(fā)明者葉繼倫, 李玲華, 伍曉宇, 周賽新, 范榮 申請(qǐng)人:深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司