單個生物電極(例如生物電極100)來測量生物信號。在生物電極100中，可在單個模塊中實現(xiàn)V+電極和V-電極?；诎ǘ鄠€電極的生物電極100的配置，可將生物電極設(shè)置為更小的尺寸，以測量生物信號。
[0046]參照圖1，生物電極100包括板105、多個電極(包括第一電極110和第二電極115)、多個防護部(包括第一防護部120和第二防護部125)、前置放大器130和屏蔽罩(shield)135。
[0047]板105是支撐所述多個電極、所述多個防護部和前置放大器130的構(gòu)件。例如，可將板105設(shè)置為由絕緣材料制成的印刷電路板(PCB)、墊板(pad)、蓋板(patch)和絕緣屏蔽罩的形式。
[0048]所述多個電極包括第一電極110和第二電極115。例如，第一電極110可以是V+電極，且第二電極115可以是V-電極。第一電極110和第二電極115測量來自用戶的身體140的生物信號。第一電極110和第二電極115可測量因離子在用戶的身體140中的流動而產(chǎn)生的電信號。第一電極110和第二電極115可在與身體140不進行直接電接觸的情況下，測量來自身體140的生物信號(諸如EMG)。
[0049]第一電極110被布置在板105的第一側(cè)上。例如，第一電極110可被布置在板105的內(nèi)部，或者被布置在板105的下表面上。第二電極115被布置在板105的第一側(cè)上，并且被布置為與第一電極110分隔。例如，第二電極115可被布置在板105的內(nèi)部，或者被布置在板105的下表面上。第一電極110和第二電極115被布置在同一平面上。在一不例中，生物電極100還可包括第一絕緣層(未示出)，并且第一電極110和第二電極115可被布置在板105與第一絕緣層之間。第一絕緣層可防止第一電極110和第二電極115直接暴露在生物電極100的外部環(huán)境中。第一電極110和第二電極115與前置放大器130電連接，并將測量到的電信號傳輸?shù)角爸梅糯笃鳌?br>[0050]所述多個防護部包括第一防護部120和第二防護部125。第一防護部120和第二防護部125可降低對在第一電極110與第二電極115之間測量的生物信號造成影響的外部噪聲。當在與用戶的皮膚不進行直接電接觸的情況下測量生物信號時，生物電極100在較大程度上受到因生物電極100與用戶的身體140之間的介質(zhì)(例如衣服150)的高阻抗而產(chǎn)生的運動偽影或外部噪聲影響。第一防護部120和第二防護部125可減少源自與生物信號被測量的方向相反的方向的外部噪聲的影響。此外，第一防護部120和第二防護部125可被用于減少寄生電容(諸如雜散電容)的影響。
[0051]第一防護部120被布置在板105的第二側(cè)上。例如，第一防護部120可被布置在板105的內(nèi)部，或者被布置在板105的上表面上。第一防護部120被布置為與第一電極110在垂直方向上分隔。第二防護部125被布置在板105的第二側(cè)上，并且被布置為與第一防護部120分隔。例如，第二防護部125可被布置在板105的內(nèi)部，或者被布置在板105的上表面上。第二防護部125被布置為與第二電極115在垂直方向上分隔。第一防護部120和第二防護部125被布置在同一平面上。在一示例中，生物電極100還可包括第二絕緣層(未示出)，并且第一防護部120和第二防護部125可被布置在板105與第二絕緣層之間。第一防護部120和第二防護部125可包括導(dǎo)電材料，并與前置放大器130電連接。
[0052]屏蔽罩135可降低對在第一電極110與第二電極115之間測量的生物信號造成影響的外部噪聲。屏蔽罩135可降低對第一電極110、第二電極115、生物電極100中所包括的信號線160和信號線170中的至少一個造成影響的外部噪聲。信號線160包括連接第一防護部120和前置放大器130的信號線以及連接第二防護部125和前置放大器130的信號線。信號線170包括連接第一電極110和前置放大器130的信號線以及連接第二電極115和前置放大器130的信號線。屏蔽罩135可防止外部噪聲影響生物電極100。此外，第一防護部120和第二防護部125可防止外部噪聲應(yīng)用生物信號。通過使用屏蔽罩135、第一防護部120和第二防護部125來雙重阻斷外部噪聲，可提高生物信號的質(zhì)量。
[0053]屏蔽罩135被布置在第一防護部120、第二防護部125和前置放大器130外部。屏蔽罩135可包括導(dǎo)電材料，并可接地。屏蔽罩135與第一防護部120和第二防護部125電隔離，且在屏蔽罩135與板105之間形成空氣層。作為不例，屏蔽罩135可由布置在板105的上表面上的支撐部件(未示出)支撐。
[0054]前置放大器130輸出基于在第一電極110與第二電極115之間測量的生物信號的電壓信號。前置放大器130可用于執(zhí)行阻抗轉(zhuǎn)換，或者用于放大在第一電極110與第二電極115之間測量到的生物信號。前置放大器130可放大在不進行直接接觸的情況下通過位移電流輸入的極小的生物信號，并將放大后的生物信號轉(zhuǎn)換為電壓信號。前置放大器130可具有相對高的輸入阻抗，以將基于避免與用戶的皮膚進行直接電接觸的非接觸方法測量到的極小的生物信號轉(zhuǎn)換為具有高增益值的電壓信號。例如，當基于非接觸方法使用生物電極100測量EMG信號時，由于衣服150具有范圍為數(shù)十兆歐姆到數(shù)百兆歐姆的阻抗，且EMG信號具有低強度，因此生物電極100可具有高輸入阻抗以正常地獲取生物信號。為了正常地獲取基于非接觸方法測量的生物信號，前置放大器130可為生物電極100提供高輸入阻抗?？赏ㄟ^布置在前置放大器130外部的屏蔽罩135來屏蔽前置放大器130。
[0055]圖2是示出使用生物電極200測量生物信號的示例的示圖。生物電極200基于避免與用戶的身體240進行直接電接觸的非接觸方法來測量用戶的生物信號。在用戶穿著衣服250的情況下，生物電極200通過測量因基于身體240的表達(express1n)被改變的電勢而產(chǎn)生的位移電流來測量身體240的生物信號。生物電極200包括布置在板205的第一側(cè)上且被布置為彼此分隔的第一電極210和第二電極215。生物電極200包括布置在板205的第二側(cè)上且被布置為彼此分隔的第一防護部220和第二防護部225。生物電極200包括前置放大器230和屏蔽罩235，其中，屏蔽罩235被布置在前置放大器230外部以對前置放大器230進行屏蔽。屏蔽罩235對第一防護部220和第二防護部225以及前置放大器進行屏蔽，并可減少外部噪聲的影響。第一防護部220和第二防護部225可減少外部噪聲的影響，因而可減少寄生電容的影響。
[0056]將在第一電極210與第二電極215之間測量到的生物信號傳遞到前置放大器230。前置放大器230基于高輸入阻抗將具有低強度的生物信號轉(zhuǎn)換為具有高增益值的電壓信號。前置放大器230基于從第一防護部220和第二防護部225中的每一個防護部分傳遞的生物信號與從第一電極210和第二電極215中的每一個電極傳遞的生物信號之間的差分輸入，輸出噪聲被降低的生物信號。屏蔽罩235接地，并與第一防護部220和第二防護部225電隔離。前置放大器230放大在第一電極210與第二電極215之間測量的生物信號，并輸出放大后的生物信號。
[0057]圖3至圖6是示出生物電極的其他示例的示圖。參照圖3至圖6來提供具有不暴露于外的生物信號測量電極的生物電極的示例。
[0058]參照圖3，生物電極300包括板305、第一電極310、第二電極315、第一防護部320、第二防護部325、前置放大器330和屏蔽罩335。第一電極310和第二電極315被布置在板305的第一側(cè)的內(nèi)層上。第一電極310和第二電極315被布置在板305的內(nèi)部。第一電極310和第二電極315被布置在同一平面上且被布置為彼此分隔。第一防護部320和第二防護部325被布置在板305的第二側(cè)的內(nèi)層上。第一防護部320和第二防護部325被布置在板305的內(nèi)部。第一防護部320和第二防護部325被布置在同一平面上且被布置為彼此分隔。第一電極310和第一防護部320被布置為彼此在垂直方向上分隔。第二電極315和第二防護部325被布置為彼此在垂直方向上分隔。
[0059]參照圖4，生物電極400包括板405、第一電極410、第二電極415、第一防護部420、第二防護部425、前置放大器430、屏蔽罩435和第一絕緣層440。第一電極410和第二電極415被布置在板405的第一側(cè)的下表面上。第一電極410和第二電極415被布置在板405與第一絕緣層440之間。在第一電極410和第二電極415中的每一個電極中，一個表面與板405相接觸，另一個表面與第一絕緣層440相接觸。第一防護部420和第二防護部425被布置在板405的第二側(cè)的內(nèi)層上。第一防護部420和第二防護部425被布置在板405的內(nèi)部。
[0060]參照圖5，生物電極500包括板505、第一電極510、第二電極515、第一防護部520、第二防護部525、前置放大器530、屏蔽罩535和第二絕緣層540。第一電極510和第二電極515被布置在板505的第一側(cè)的內(nèi)層上。第一電極510和第二電極515被布置在板505的內(nèi)部。第一防護部520和第二防護部525被布