医学电子学第二章.pptx

第二章生物医学信号放大;第一节生物电放大器前置级原理

一、基本要求

1．高输入阻抗 ;; 2．高共模抑制比 为了抑制人体所携带的工频干扰以及所测量的参数外的其他生理作用的干扰，CMRR应是放大器的主要指标。生物电放大器的CMRR值一般要求60-80dB，高性能放大器的CMRR达100dB。 通过两个电极提取生物电位时，等效源阻抗Zs1和Zs2一般不完全相等，其数值大小与人体汗腺分泌情况、皮肤清洁程度有关。各个电极处的皮肤接触电阻是不平衡的，而且因人而异，加之两个电极本身的物理状态不可能完全对称，这样使得与差动放大器两个输入相连的源阻抗Zs1和Zs2实际十分复杂。不平衡是绝对的，这种不平衡造成的危害是共模干扰向差模干扰的转化，从而造成共模干扰输出。对于已经发生的这种转化，放大器本身的共模抑制能力再高也将无济于事。但是，提高放大器的输入阻抗，则会减小这一转化。;; 3．低噪声、低漂移 高阻抗源本身就带来相当可观的热噪声，使输入信号的质量很差。所以，为了获得一定信噪比的输出信号，对放大器的低噪声性能有严格的要求。理想的生物电放大器，能够抑制外界干扰使其减弱到和放大器的固有噪声为同一数量级。放大的低噪声性能主要取决于前置级，正确设计放大器的增益分配，在前置级的噪声系数较小时，可以获得良好的低噪声性能。前置级的低噪声设计，是整个放大器设计的主要任务。; 4．设置保护电路 作为生物医学测量的生物电放大器，应在前置级设置保护电路，包括人体安全保护电路和放大器输入保护电路。任何出现在放大器输入端的电流或电压，都可能影响生物电位，使人体遭受电击。保护电路使通过电极的电流保持在安全水平。在进行人体生物电检测时，应考虑到同时作用于人体的其他医学检测设备或可能存在的某种干扰对放大器的破坏作用。前置级的输入回路设置保护电路，以保证放大器的正常工作。