肌电放大电路设计报告范文.docx

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肌电放大电路设计报告范文

肌电放大电路设计报告

肌电放大电路（电池供电）设计报告

天津大学精仪学院

04级生物医学工程一班

-王昊博

一、设计目的及意义

肌电是人体肌肉、神经兴奋产生生物电的结果。

利用肌电信号能够达到很多目标，例如利用肌电控制假肢、肌电刺激治疗肌肉萎缩、在体育活动中诊断肌肉力量和肌肉疲劳等等。

表面肌电则是从人体皮肤表面经过电极记录下来的神经肌肉的生物电信号,具有无创性,操作简单的优点,有着广泛的应用前景。

二、系统设计

肌电信号特征：

幅值小，15～100μV；信号频谱宽10～1000Hz；脉冲时间0.6～20ms。

存在的干扰：

表面电极极化电压（几十个mV）,50Hz工频干扰，器件本身的噪声。

带通：

5～500Hz

设计中考虑的问题：

1、肌电信号幅值居中，前置级增益300，主放增益4。

能够把20μV~100μV的信号放大到能够观察的量级。

2、虽然整个系统由电池供电，但因为产品主要在室内使用，而且调试时需要用到信号源作输入，因此依然要采取措施防止50Hz电场干扰。

3、放大器前置级应低噪声、低漂移。

放大器的噪声决定了放大器能检测到的微弱信号的下限。

肌电幅值下限为20μV，因此在电极短路时的噪声幅度应在10μV以下。

最好能达到5μV。

4、为消除极化电压，电极阻抗缓慢变化及测量时电极移动造成的伪迹，前置级应设有隔直电路（高通网络），消除低频干扰。

5、电路的共模抑制比应尽可能高，一般要求80dB以上，最好能达到100dB。

6、采用共模驱动电路避免由参数不匹配带来的共模干扰变成差模干扰从而和肌电信号相混杂的问题，同时能够提高共模输入阻抗（右腿驱动电路）

7、为避免信号失真，在通频带内增益应保持一致，即幅值平滑。

采用表面电极时，肌电信号能量集中在500Hz以下，本设计采用三阶巴特沃思滤波器。

8、肌电作为信号源内阻很大，常常达到1000KΩ以上，因此放大器的输入阻抗必须在几MΩ以上。

9、电阻噪声主要有热噪声和低频噪声（

噪声），

噪声的转折频率为1.8Hz，作为带宽要求5Hz～500Hz，

噪声能够排除在外。

为减小热噪声，电阻值也应尽可能小，设计中前级放大输入端也不允许串连任何额外电阻。