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生物信号的放大和滤波

日期: 2019-04-03
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  生物信号的放大和滤波

  

  由于大多数生物信号的幅值很小,经电极引导或传感器转换后,通常需要经过放大才能进行采集、显示处理和记录。生物信号放大器是生物信号采集与处理系统的重要组成部分。

  

  1.放大器的选择用于生物电信号放大的任何一个放大器,必须考虑其频率响应、噪声水平及输入阻抗三个基本技术参数。这三个参数是保证所放大的信号清晰、真实的前提。

  

  在实际测量时,应根据被测信号的性质选择合适的放大器。例如,使用微电极记录生物电信号时,首先应选择低噪声、高输入阻抗(大于1000兆欧姆)低输入电容的放大器。其次,根据需要放大信号的大小性质,选择恰当的灵敏度、时间常数(高通滤波)低通滤波,这样才能不失真地把生物电信号放大,并记录下来。滤波的目的是衰减原始信号中混入的千扰和噪声信号滤波包含低通滤波和高通滤波。高通滤波用于衰减信号中的低频干扰和噪声,低通滤波用于衰减原始信号中混叠的高频噪声信号。

  

  2.放大器灵敏度、时间常数和高频滤波的选择

  

  (1)灵敏度:应以覆盖信号的强弱变化并兼顾信号的细节分辨为准。

  

  (2)时间常数:是决定放大器低频特性的主要指标。正确地选择时间常数,可有效降低低频漂移干扰,使所需放大的信号清晰、稳定。一般测量快速交变信号时选择较小的时间常数,测量慢速交变信号时选择较大的时间常数。

  

  (3)低通滤波:可以抑制检测的生物信号中不需要的高频成分或噪声。恰当地选择放大器低通滤波,可在不衰减或少衰减有用生物信号的情况下,大大抑制高频噪声和干扰,使图像更为清晰。

  

  总之,滤波参数的选取原则是在尽可能少地衰减有用生物信号的情况下,尽可能多地抑制生物信号频带以外的干扰和噪声。而这前后两者是互相矛盾的。


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