便攜式多功能生理電信號采集裝置的研制.pdf

1、近年來,隨著科學技術的發(fā)展,生理電信號采集裝置的采集精度逐步提高,體積和功耗逐步減少,為裝置實現(xiàn)便攜化提供了條件。面對目前單臺裝置只能采集特定生理電信號,不能一機多用的問題,本文設計了一套便攜式多功能的生理電信號采集系統(tǒng),該系統(tǒng)具有精度高、便攜性好,可采集多種生理電信號,如:腦電、心電信號等特點。
　　本文先簡單歸納了常見生理電信號的幅頻特性,然后較為詳細地給出了系統(tǒng)整體方案設計及關鍵元件選型的過程。其中,系統(tǒng)方案確定為“上、下位

2、機”式系統(tǒng)結構,上下位機之間使用USB接口通訊。
　　下位機的關鍵元件確定為:模擬前端芯片(ADS1298)、控制芯片(STM32)和USB隔離芯片(ADuM4160)。ADS1298為8通道、24bit模數(shù)轉換芯片,內(nèi)部還前置放大、右腿驅動等電路,通過芯片轉換得到的數(shù)據(jù)通過SPI總線傳輸至STM32;STM32控制整個下位機,得到轉換數(shù)據(jù)后,通過 USB接口將數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機;上下位機之間使用 ADuM4160芯片進行電氣隔離,

3、下位機采用電池供電。上位機使用NI-VISA實現(xiàn)USB驅動,完成數(shù)據(jù)接收;使用Labview提供的圖形化編程方式實現(xiàn)數(shù)字濾波、放大,以及生理電信號波形顯示、存儲。
　　本文參考“V模型”的測試方式,對系統(tǒng)樣機分別進行了集成測試、系統(tǒng)測試和驗收測試。測試結果表明,系統(tǒng)樣機達到了設計要求,通過簡單配置可分別進行腦電和心電信號的測量,其中腦電信號的噪聲水平為4.3μV,心電信號的噪聲水平為8.7μV。系統(tǒng)樣機持續(xù)工作時間大于48小時,硬