基于单片机的心电监测系统设计-贺州学院本科毕业论文(设计)

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图3.3 前置放大电路

3.2.3 元器件参数计算

表3.2 元器件参数

元器件 参数 R1 8.25kΩ R4 24.9kΩ R5 24.9kΩ C1 4.7μF AD620的外围电路仅为一个控制增益的电阻Rx，由公式（3.1）计算可以得出此处的增益：

G?49.4k?49.4k?(R4?R5)?1=?1?8.07 （3.2） RXR4R5通过计算，从中可以看出前置放大电路的增益约为8倍，符合设计要求。因此本设计可以选用表3.2中的元器件来搭建放大电路，保证设计的前置电路符号设计的要求。

3．3 补偿电路的设计

在本次设计中可以引入补偿电路[3]。是为了能够抵消人体信号源中的各种噪声干扰，也包括工频干扰。

引入补偿电路是通过在前级放大电路的反馈端与信号源地端建立共模负反馈，为提高反馈深度，将反馈信号放大后接人体信号源参考端，这样能够有效的抵消工频干扰。运算放大器AD705J、R2、R3、C1共同组成补偿电路，IO1连接人体信号源参考端。电路如图3.4所示。

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图3.4 补偿电路电路图

3．4 滤波电路的设计

3.4.1 低通滤波器电路的设计

为了滤除105Hz以上的干扰信号，需要设计一个截止频率为105Hz的低通滤波器。本设计可以采用有源低通滤波器，根据学过的滤波器知识，先确定低通滤波器的大致形式，然后通过计算确定滤波器选用的电阻、电容值，确定截止频率为105Hz。在这次设计中，可以采用的运算放大器为OP07，设计的电路图如图3.5所示。

图3.5 低通滤波器电路图

根据设计要求，f=105Hz,由公式（3.3）

f=1 (3.3) 2?RCuF。由于采用巴特沃斯滤波器，可知可以计算出若R?10k?，则C=0.15贺州学院本科毕业论文（设计）

Q?0.707。又因为公式（3.4）

Q?1C1 (3.4) 3C2可以计算得出C1?318nF,C2=71nF。

表3.3 元器件参数

组件名 参数值 R1 10kΩ R2 10kΩ R3 10kΩ R4 20kΩ C1 318nF C2 71nF 通过计算，设计的低通滤波器满足截止频率为105Hz的设计要求。各元器件的参数值如表3.3所示。

3.4.2 高通滤波器电路的设计

为了滤除0.05Hz以下的干扰信号，需要设计一个截止频率为0.05Hz的高通滤波器。本设计可以采用有源高通滤波器，根据学过的滤波器知识，先确定高通滤波器的大致形式，然后通过计算确定滤波器选用的电阻、电容值，确定截止频率为0.05Hz。在这次设计中，可以采用的运算放大器为OP07，设计的电路图如图3.6所示。

图3.6 高通滤波器电路图

根据设计要求，f=0.05Hz,由公式（3.5）

f=1 (3.5) 2?RCk?。由于采用巴特沃斯滤波器，可知可以计算出若C?10uF，则R?318.47Q?0.707。又因为公式（3.6）

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Q=1R1 (3.6) 2R2可以计算得出R1?450k?,R2=225k?。

表3.4 元器件参数

组件名 参数值 R1 450kΩ R2 225kΩ C1 27nF C2 27nF 通过计算，设计的高通滤波器满足截止频率为0.05Hz的设计要求。各元器件的参数值如表3.4所示。 3.4.3 带阻滤波器电路的设计

为了滤除50Hz的工频干扰信号，需要设计一个50Hz工频的带阻滤波器，尽可能的消除工频干扰[3]。本设计可以采用有源带阻滤波器，根据学过的滤波器知识，先确定带阻滤波器的大致形式，然后通过计算确定滤波器选用的电阻、电容值，确定阻带频率为50Hz。在这次设计中，可以采用的运算放大器为OP07，设计的电路图如图3.7所示。

图3.7 带阻滤波器电路图

根据设计要求，f=50Hz,由公式（3.7）

f=1 （3.7） 2?RC能够计算出假如C?0.1uF，则R?31.8k?。令参数值输入到电路中发现，衰减3dB时的带宽为43～57Hz,但衰减深度仅为7.43dB，需要调整器件参数值。经多次调整，最后选定R?47k?,C?68nF,能通过计算得出：