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ADS1293的基本知识

2021-10-10 15:01:58  阅读:325  来源: 互联网

标签:基本知识 ADS1293 共模 仪用 信号 放大器 放大


1. 基本知识

        人体电信号的本质是两点电位之差。直接加电极于身体并且通过一定的导联方式就可以观察到人体信号。导联方式即输入导线与电极放置在机体特定的测试部位(正输入端)、参比部位(负输入端)和接地部位的连接方式。

        那么测量要知道:           

  1.         点是哪点。
  2.         要怎么得到信号

1.1 测量的位置

        在欧洲标准中,对于非侵入式肌电图有很详细的标准。可以参考http://www.seniam.org/

        后面如果有时间,我会详细出一份解读。

1.2 测量原理

        对于一般的集成式ADC会有放大-AD采样-再放大滤波,同时很重要的是抗干扰。ADS1293也不例外。下面是ADS1293的结构

              从左到右上一层依次是仪用放大,AD转换和”协议转换和功率管理“,而下一层是威尔逊终端、共模检测和右腿驱动电路。

        仪用放大器保证了信号有效放大。AD转换使用的是过采样技术,它可以得到很高精度,如果有需要,后面还可以出一期它的介绍。协议转换和功率管理是接口传输和保持低功耗的秘诀,也是TI公司的商业机密。下面对齐电路稍作介绍。

1.2.1        信号拾取能力。(仪用放大器)

         上图是放大器接入人体的模型。为了提高信号的信号拾取能力,一般需要放大器有很高的输入阻抗,

1.2.2        抗共模干扰(差分放大+右腿反馈)

右腿驱动 

                

差分放大

 

 

        差分放大公式可以简化为Uout =A (ui+ - ui-)。理论上可以把共模噪声完全抑制,但是由于仪用放大器的±输入阻抗和接触阻抗总是会有不平衡的情况。所以共模干扰经过差分放大之后,依然存在。

        我们通过后面的右腿驱动反馈回皮肤,来使得干扰抵消的作用。

        在右腿反馈中,同向放大Uout =(A /A+1)ui+,得到更多的噪声成分。

        再经过反向放大,得到同频反向信号,反馈到人体。信号又满足叠加原理,最终可以抑制共模信号。

1.2.3        测量(威尔逊终端)

        通常测量得到的参考点,都不是零电势点,因为皮肤阻抗等原因。而我们测得到的信号,又是放大器输入两端的差值。所以要想知道某一点信号的波形,那就需要零电势做参考电势。

        威尔逊终端就是为了解决这个问题:

        单极导联表示一个单独点的电势变化,Wilson等人在1940年提出了“中心电位端”的概念。实验中发现,当人体皮肤涂上导电膏后,左上肢、右上肢和左腿与心脏间的电阻分别为2k 2、1. 5k 2、2. 5k Q,如果将三个肢体连接成一点作为参考电极点,在心脏电活动过程中,这一点的电位并不等于零。Wilson提出在三个肢体上各串联一个平衡电阻(阻值在5k -300 k 之间),以使得三个肢体端与心脏间的电阻数值互相接近,因而把它们连接起来获得一个电位接近零值的电极电位端,称为威尔逊中心电端。Wilson中心电端的连接图如下图所示。

 参考文献

http://www.seniam.org/

ADS1293 数据表, 产品信息与支持 | TI.com.cn 

 吴晓维. 表面膈肌肌电的测量系统的设计与实现[J]. 2013.

 

 

   

 

标签:基本知识,ADS1293,共模,仪用,信号,放大器,放大
来源: https://blog.csdn.net/alianga99/article/details/120685766

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