專利名稱：基于ad620和op90的胎兒心電放大電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種放大電路，主要應(yīng)用在醫(yī)療器械領(lǐng)域，用于人體各種生理體征參數(shù)的監(jiān)護和診斷系統(tǒng)，具體涉及一種基于AD620和0P90的胎兒心電放大電路。
背景技術(shù)：
胎兒心電圖(fetal electrocardiogram, FECG)記錄的是胎兒心臟動作電位及其在心臟傳導(dǎo)過程中的圖形變化，完整的FECG包含P波、QRS波群及T波，能精確區(qū)分胎兒心臟每一搏動的微小電位變化，其形態(tài)變化比心音、心動等發(fā)生的更早、更敏感。通過對其波形變化(如心率、心律、QRS時限等)的分析，可及早發(fā)現(xiàn)胎兒宮內(nèi)缺氧、臍帶纏繞、窘迫及許多胎兒先天疾病等妊娠期或分娩期的病理情況，具有重要的臨床價值。腹部胎兒心電法具有非侵入性無創(chuàng)傷操作，容易掌握等優(yōu)點受到關(guān)注。
獲取準(zhǔn)確和可信的胎兒心電信號是十分困難的，因為胎兒心電本身非常微弱，還經(jīng)常被大量的信號干擾。胎兒心臟活動所產(chǎn)生的生物電流，信號較弱、電壓低。通過前期研究，我們發(fā)現(xiàn)提取胎兒心電的精度很大程度上決定于對噪聲的來源、規(guī)律以及傳播路徑的分析和抑制以及對心電信號的放大。
因此，研究一種具有大動態(tài)范圍增益調(diào)節(jié)的簡單導(dǎo)聯(lián)前集電路的實現(xiàn)，用以精度采集胸部心電信號及腹部混合信號數(shù)據(jù)，并在精度采集原始信號后，配合設(shè)計算法的處理， 提取出更完整胎兒心電，具有十分重要的意義。發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于AD620和0P90的胎兒心電放大電路， 有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中的問題，設(shè)計出了導(dǎo)聯(lián)簡單、操作方便、實時性強的在臨床檢測中應(yīng)用的高精度、無創(chuàng)、使用壽命長的胎兒心電檢測設(shè)備。
本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種基于AD620和0P90的胎兒心電放大電路,其中，包括前級放大電路、中間級基線漂移穩(wěn)定電路和后級放大濾波電路，所述放大電路、中間級基線漂移穩(wěn)定電路和后級放大濾波電路依次連接。
作為優(yōu)選，所述前級放大電路包括電阻R3、R6、R8，無極性電容C6、C11，還有一個放大器芯片AD620,芯片AD620的I腳和8腳分別接電阻R3的兩端，引腳2接電阻R6，引腳 3接電阻R8，引腳4接-12V電源，引腳7接+12V電源，引腳5接第二級基線漂移穩(wěn)定電路的輸出信號作為基準(zhǔn)電壓，引腳6是輸出引腳，通過R7與第二級基線漂移穩(wěn)定電路相連；電阻R3兩端分別接引腳I和引腳8，電阻R6 —端胸導(dǎo)聯(lián)線或腹導(dǎo)聯(lián)線的輸入信號，電阻R8 — 端接公共級導(dǎo)聯(lián)信號；電容C6 —端接+12V電源，另一端接地，電容Cll 一端接-12V電源， 另一端接地。
作為優(yōu)選，所述中間級基線漂移穩(wěn)定電路包括電阻R2、R7、R9，電容C7、C12和放大器U4，U4的引腳1、5、8懸空，引腳2接R7，引腳3接R9，引腳4接-12V電源，引腳7接3+12V電源，引腳6是輸出，與后級放大濾波電路的CS、電阻R2和第一級的引腳5相連；電阻 R2兩端分別接引腳2和引腳6，電阻R9 —端接引腳3，一端接地；電容C7 —端接+12V電源， 另一端接地，電容C12 —端接-12V電源，另一端接地。
作為優(yōu)選，所述后級放大濾波電路包括電阻Rl、R10，可調(diào)電阻RT1，電容C5、C8、 C13和放大器U3 ；U3的引腳1、5、8懸空，引腳3與電容C8、電阻RlO相連，引腳2與電阻R1、 可調(diào)電阻RTl相連，引腳6接電阻Rl和輸出信號；電阻Rl —端接可調(diào)電阻RTl和引腳2， 另一端接引腳6，電阻RlO —端接引腳3和CS，另一端接地，可調(diào)電阻RTl —端地，另一端接電阻Rl和引腳2 ;電容C8 —端接中間級基線漂移穩(wěn)定電路的輸出端，另一端接RlO和引腳 3，電容C5 —端接+12V電源，另一端接地，電容C13 —端接-12V電源，另一端接地。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明整個放大電路分為三級，采用專用放大器芯片，通過必需的濾波完成了心電信號的采集和放大，精確地提取了胎兒心電。模塊化程度很強可以靈活地移植到各種應(yīng)用電路中，實現(xiàn)心電的監(jiān)測功能，為設(shè)計者省去了寶貴的研發(fā)時間，可以滿足現(xiàn)在便攜式醫(yī)療產(chǎn)品的設(shè)計要求。


圖I是本發(fā)明的電路原理圖；圖2是本發(fā)明的應(yīng)用框圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明作進一步描述如圖I所示，本發(fā)明主要由前級放大電路I、中間級基線漂移穩(wěn)定電路2和后級放大濾波電路3組成，圖中的“B0S0M”為胎兒心電信號源輸入，“COM”為公共級信號輸入，“B0S0M_ AD”即為最終輸出信號。
前級放大電路I包括電阻R3、R6、R8，無極性電容C6、Cl I，還有一個放大器芯片 AD620，芯片AD620的I腳和8腳分別接電阻R3的兩端，引腳2接電阻R6，引腳3接電阻R8， 引腳4接-12V電源，引腳7接+12V電源，引腳5接第二級基線漂移穩(wěn)定電路的輸出信號作為基準(zhǔn)電壓，引腳6是輸出引腳，通過R7與第二級基線漂移穩(wěn)定電路相連；電阻R3兩端分別接引腳I和引腳8，電阻R6 —端胸導(dǎo)聯(lián)線或腹導(dǎo)聯(lián)線的輸入信號，電阻R8 —端接公共級導(dǎo)聯(lián)信號；電容C6 —端接+12V電源，另一端接地，電容Cll 一端接-12V電源，另一端接地。
第二級基線漂移穩(wěn)定電路2為第二級放大電路，包括電阻R2、R7、R9，電容C7、C12 和放大器U4，U4的引腳1、5、8懸空，引腳2接R7，引腳3接R9，引腳4接-12V電源，引腳 7接+12V電源，引腳6是輸出，與第三級放大電路的C8、電阻R2和第一級的引腳5相連；電阻R2兩端分別接引腳2和引腳6，電阻R9 —端接引腳3，一端接地；電容C7 —端接+12V電源，另一端接地，電容C12 —端接-12V電源，另一端接地。
后級放大濾波電路3 (即第三級放大電路)為濾波放大電路，包括電阻Rl、R10，可調(diào)電阻RT1，電容C5、C8、C13和放大器U3。U3的引腳1、5、8懸空，引腳3與電容C8、電阻 RlO相連，引腳2與電阻R1、可調(diào)電阻RTl相連，引腳6接電阻Rl和輸出信號；電阻Rl —端接可調(diào)電阻RTl和引腳2，另一端接引腳6，電阻RlO —端接引腳3和CS，另一端接地，可調(diào)電阻RTl —端地，另一端接電阻Rl和引腳2 ;電容C8 —端接中間級基線漂移穩(wěn)定電路的輸出端，另一端接RlO和引腳3，電容C5 —端接+12V電源，另一端接地，電容C13—端接-12V 電源，另一端接地。
從圖I中可看出整個電路的供電電壓為+/-12V，心音信號進入前級放大電路1，進行一級的信號放大，然后進入基線漂移穩(wěn)定電路放大電路2，對信號進行二級放大和反饋校準(zhǔn)，然后經(jīng)過高通濾波進入第三級濾波放大電路，最終輸出干凈有效的心音信號。通過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻RTl可以改變輸出信號的強弱程度。改變圖I中AD620芯片的引腳I和引腳8之間的電阻R3的值可以改AD620芯片的增益值。
本電路由AD620放大器芯片和0P90放大器芯片組成的采集和放大電路，整個電路的供電電壓為+/-12V直流電源。芯片AD620是ADI公司研發(fā)的一種低成本、高精度儀表放大器，其主要應(yīng)用于ECG和無創(chuàng)血壓檢測儀等醫(yī)療設(shè)備中。它獨特的優(yōu)點就是可以最大實現(xiàn)I. OnA的低輸入偏置電流，在IKHz時具有低輸入電壓噪聲，作為前置放大使用效果很好。 高共模抑制比和優(yōu)良的電源抑制，對于嘈雜的環(huán)境中的信號放大該芯片是最佳選擇，通過配置輸入和輸出之間的反饋電阻來調(diào)節(jié)放大倍數(shù)。為了使采集的電壓信號噪聲更小，本設(shè)計加入一個反饋通路，使第二級放大輸出作為第一級的基準(zhǔn)電壓。本芯片出來的信號經(jīng)過電阻隔離送入0P90芯片的輸入端，進行下一步的處理。
本電路中使用的0P90為MAXM公司設(shè)計研發(fā)的低電源、高性能的放大器，增益超過7000，共模抑制比大于IOOdB,低失調(diào)電壓和高增益的特性使得0P90在微功耗下具有優(yōu)良性能，適用于遙感傳感器、便攜儀表、衛(wèi)星等領(lǐng)域。本級放大通過調(diào)節(jié)RTl電阻值來控制增益，可以改變輸出信號的大小，同時也有阻容濾波器，對信號進行進一步的濾波。通過以上兩個專用的放大器芯片和他們外圍器件的匹配，胎兒心電信號通過濾波和放大，最終送出相對干凈的心電信號，供醫(yī)療設(shè)備的設(shè)計人員使用。
圖2為本發(fā)明電路在實際中的具體應(yīng)用。胎兒心電信號用腹帶采集，四路導(dǎo)聯(lián)線分別接入放大板的四個通道，對信號進行高精密高增益處理放大和基線、肌電信號進行抑制的硬件放大器、對信號采集量化處理轉(zhuǎn)換成計算機處理的數(shù)字信號的A/D采集卡，對信號實時顯示處理、混合心電分離運算處理和進行人機交互處理、打印的計算機系統(tǒng)，同時還有對屏幕顯示的某一時間的心電圖打印的打印機。
最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種基于AD620和0P90的胎兒心電放大電路，其特征在于包括前級放大電路、中間級基線漂移穩(wěn)定電路和后級放大濾波電路，所述放大電路、中間級基線漂移穩(wěn)定電路和后級放大濾波電路依次連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于AD620和0P90的胎兒心電放大電路，其特征在于 所述前級放大電路包括電阻R3、R6、R8，無極性電容C6、C11，還有一個放大器芯片AD620，芯片AD620的I腳和8腳分別接電阻R3的兩端，引腳2接電阻R6，引腳3接電阻R8，引腳4 接-12V電源，引腳7接+12V電源，引腳5接第二級基線漂移穩(wěn)定電路的輸出信號作為基準(zhǔn)電壓，引腳6是輸出引腳，通過R7與第二級基線漂移穩(wěn)定電路相連；電阻R3兩端分別接引腳I和引腳8，電阻R6 —端胸導(dǎo)聯(lián)線或腹導(dǎo)聯(lián)線的輸入信號，電阻R8 —端接公共級導(dǎo)聯(lián)信號；電容C6 —端接+12V電源，另一端接地，電容Cll 一端接-12V電源，另一端接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于AD620和0P90的胎兒心電放大電路，其特征在于 所述中間級基線漂移穩(wěn)定電路包括電阻R2、R7、R9，電容C7、C12和放大器U4，U4的引腳1、5、8懸空，引腳2接R7，引腳3接R9，引腳4接-12V電源，引腳7接+12V電源，引腳6是輸出，與后級放大濾波電路的CS、電阻R2和第一級的引腳5相連；電阻R2兩端分別接引腳 2和引腳6，電阻R9 —端接引腳3，一端接地；電容C7 —端接+12V電源，另一端接地，電容 C12 一端接-12V電源，另一端接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于AD620和0P90的胎兒心電放大電路，其特征在于 所述后級放大濾波電路包括電阻Rl、R10，可調(diào)電阻RT1，電容C5、C8、C13和放大器U3 ；U3 的引腳1、5、8懸空，引腳3與電容C8、電阻RlO相連，引腳2與電阻R1、可調(diào)電阻RTl相連， 引腳6接電阻Rl和輸出信號；電阻Rl —端接可調(diào)電阻RTl和引腳2，另一端接引腳6，電阻 RlO 一端接引腳3和C8，另一端接地，可調(diào)電阻RTl —端地，另一端接電阻Rl和引腳2 ;電容 C8 一端接中間級基線漂移穩(wěn)定電路的輸出端，另一端接RlO和引腳3，電容C5 —端接+12V 電源，另一端接地，電容C13 —端接-12V電源，另一端接地。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于AD620和OP90的胎兒心電放大電路，包括前級放大電路、中間級基線漂移穩(wěn)定電路和后級放大濾波電路，所述放大電路、中間級基線漂移穩(wěn)定電路和后級放大濾波電路依次連接。本發(fā)明有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中的問題，設(shè)計出了導(dǎo)聯(lián)簡單、操作方便、實時性強的在臨床檢測中應(yīng)用的高精度、無創(chuàng)、使用壽命長的胎兒心電檢測設(shè)備。
文檔編號A61B5/0402GK102908138SQ20121045614
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者夏振宏, 鄭偉, 陳廣元 申請人:河南華南醫(yī)電科技有限公司