基于C8051F206的心电信号数据采集系统

　　心电图是临床疾病诊断中常用的辅助手段.心电数据采集系统是心电图检查仪的关键部件.人体心电信号的主要频率范围为0.05～100Hz,幅度约为0～4mV,信号十分微弱.由于心电信号中通常混杂有其它生物电信号,加之体外以50Hz工频干扰为主的电磁场的干扰,使得心电噪声背景较强,测量条件比较复杂.为了不失真地检出有临床价值的干净心电信号,往往要求心电数据采集系统具有高精度、高稳定性、高输入阻抗、高共模抑制比、低噪声及强抗干扰能力等性能.本文利用C8051F206的片上A/D转换和多路模拟开关设计了一种符合上述要求的多路心电数据采集系统.

　　1 系统结构及信号调理

　　图1所示是一个心电数据系统的组成框图,其中心电信号由专用电极拾取后送入前置放大器初步放大,并在对各干扰信号进行一定抑制后送入带通滤波器,以滤除心电频率范围以外的干扰信号.主放大器可将滤波后的信号进一步放大到合适范围后,再经50Hz和35Hz陷波器滤除工频和肌电干扰,然后将符合要求的心电模拟信号由模拟输入端送入C8051F206的片上ADC,以进行高精度A/D转换和数据的采集存储.

　　1.1 前置放大电路

　　前置放大是心电数据采集的关键环节,具体电路如图2所示.由于人体心电信号十分微弱,噪声背景强且信号源阻抗较大,加之电极引入的极化电压差值较大(比心电差值幅度大几百倍),因此,通常要求前置放大器具有高输入阻抗、高共模抑制比、低噪声、低漂移、非线性度小、合适的频带和动态范围等性能,设计时一般都采用差分放大电路.本设计选用仪用放大器AD620作为前置放大器.AD620输入端采用超β处理技术,具有低输入偏置电流、低噪音、高精度、较高建立时间、低功耗等特性,共模抑制比可达130dB,非常适合作为医疗仪器前置放大器使用.其增益可调(范围约1～1000倍),并可由公式