信号与线性系统课程设计报告
课题二
－－心电信号分析系统的设计与仿真
班级: 通信c122班
姓名：张怡
学号：125949
成绩：
指导教师：刘翠响
日期：
摘要：美国麻省理工学院提供的MIT-BIH数据库是一个权威性的国际
心电图检测标准库，
近年来应用广泛，为我国的医学工程界所重视。MIT-BIH数据库共有48个病例，每个病例数据长30min，总计约有116000个心拍，包含有正常的心拍和异常的心拍内容丰富完整，本报告意在对103.txt文件里的心电信号作为我们的原心电信号数据。利用matlab提供的文件textread或textscan函数，读取103.txt数据文件中的信号，并且还原实际波形。
因为在信号获取时可能会有其他声音的录入，所以本报告采取滤波器来获取比较纯正的心电信号，并对此分析。借助matlab和sinmlink来分析。最终通过GUIJIE界面的形式来展现。
关键词：MATLAB，心电信号，滤波器
１．课程设计的目的和意义
本设计课题主要研究数字心电信号的初步分析及滤波器的应用。通过完成本课题的设计，拟主要达到以下几个目的：
(1)了解MATLAB软件的特点和使用方法，熟悉基于Simulink的动态建模和仿真的步骤和过程；
(2)了解LabView虚拟仪器软件的特点和使用方法，熟悉采用LabView进行信号分析，系统设计方法即仿真过程。
(3)了解人体心电信号的时域特征和频谱特征；
(4)进一步了解数字信号的分析方法；
(5)通过应用具体的滤波器进一步加深对滤波器理解；
(6)通过本课题的设计，培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力。
2 设计任务及技术指标及要求
设计一个简单的心电信号分析系统。对输入的原始心电信号，进行一定的数字信号处理，进行频谱分析。采用Matlab语言设计，要求分别采用两种方式进行仿真，即直接采用Matlab语言编程的静态仿真方式、采用Simulink进行动态建模和仿真的方式。根据具体设计要求完成系统的程序编写、调试及功能测试。
3设计方案及论证
(1)心电信号的读取
txt格式的数据文件内容及格式：
(2)利用读取和插值函数对信号分析
利用老师提供的函数对103.txt数据分析
[t,Xn]=duquexinhao1('103.txt');
baocun1(t,Xn);
[t2,Xn2]=chazhi1(t,Xn);
baocun2(t2,Xn2);
subplot(2,1,1),plot(t,Xn),title('原信号时域波形')
subplot(2,1,2),plot(t2,Xn2),title('插值后的时域波形')
％生成两个数据文件：Ｘn.txt(原信号有用的数据）
Ｘn2,txt（插值后的数据）
(3)对信号进行采样分析
注：为了后面能够快速方面调用Xn2，t2数据，首先要生成Xn2.m,t2.m文件程序如下：
save Xn2,Xn2; save t2,t2;
（一）对Xn2点的采样
load Xn2
N=9998;
n=0:N-1
x=Xn2
plot(n,abs(x));title('信号图');
（二）对Xn2点的频谱分析
load Xn2
N=9998;
n=0:N-1
x=Xn2
y=fft(x,N)
plot(n,abs(y));title('信号的频谱');
（三）根据频谱图分析，设计高通滤波器和高通滤波器的参数
低通滤波器的数字指标：wp=0.375*pi;ws=0.625*pi;Rp=1;As=15;T=1;
高通滤波器的数字指标： wp=0.8*2*pi;ws=0.25*2*pi;Rp=0.1;As=40;
3.1利用巴特沃斯响应不变法设计低通滤波器
wp=0.375*pi;ws=0.625*pi;Rp=1;As=15;T=1;%数字指标
OmegaP=wp/T;OmegaS=ws/T;%模拟指标
[cs,ds]=afd_butt(OmegaP,OmegaS,Rp,As)%butterworth低通滤波器原型设计函数; [b,a]=imp_invr(cs,ds,T)%利用脉冲响应不变法从模拟到数字滤波器变换函数[db,mag,pha,w]=freqz_m(b,a);
subplot(2,1,1);plot(w/pi,mag);
title('响应幅度')
axis([0,1,0,1.1])
subplot(2,1,2);plot(w/pi,db);
title('增益')
axis([0,1,-40,5]);
3.2利用巴特沃斯双线性变换法设计高通滤波
wp=0.8*2*pi;ws=0.25*2*pi;Rp=0.1;As=40; [N,wc]=buttord(wp,ws,Rp,As,'s')
[B0,A0]=butter(N,wc,'s');
wph=2*pi*0.25;hk=freqs(B0,A0,wph);
[BH,AH]=lp2hp(B0,A0,wph);
[h,w]=freqs(BH,AH);
plot(w,20*log10(abs(h)));
axis([0,1,-80,5]);
（四）对所设计滤波器的分析：
低通系统函数冲击响应和高通系统函数冲击响应
wp=0.375*pi;ws=0.625*pi;Rp=1;As=15;T=1;%数字指标
OmegaP=wp/T;OmegaS=ws/T;%模拟指标
[cs,ds]=afd_butt(OmegaP,OmegaS,Rp,As)%butterworth低通滤波器原型设计函数;
[b,a]=imp_invr(cs,ds,T)%利用脉冲响应不变法从模拟到数字滤波器变换函数
H1=impz(b,a);
subplot(2,1,1)
plot(H1);title('低通系统函数冲击响应曲线');
wp=0.8*2*pi;ws=0.25*2*pi;Rp=0.1;As=40;
[N,wc]=buttord(wp,ws,Rp,As,'s')
[B0,A0]=butter(N,wc,'s');
wph=2*pi*0.25;hk=freqs(B0,A0,wph);
[BH,AH]=lp2hp(B0,A0,wph);
[h,w]=freqs(BH,AH);
H2=impz(BH,AH);
subplot(2,1,2);
plot(H2);title('高通系统函数冲击响应曲线');
（五）信号通过滤波器的分析
load Xn2
wp=0.375*pi;ws=0.625*pi;Rp=1;As=15;T=1;%数字指标
OmegaP=wp/T;OmegaS=ws/T;%模拟指标
[cs,ds]=afd_butt(OmegaP,OmegaS,Rp,As)%butterworth低通滤波器原型设计函数; [b,a]=imp_invr(cs,ds,T)%利用脉冲响应不变法从模拟到数字滤波器变换函数
y1=filter(b,a,Xn2);
subplot(2,1,1)
plot(y1);
title('低通滤波后')
wp=0.8*2*pi;ws=0.25*2*pi;Rp=0.1;As=40;T=1;
[N,wc]=buttord(wp,ws,Rp,As,'s')
[B0,A0]=butter(N,wc,'s');
wph=2*pi*0.25;hk=freqs(B0,A0,wph);
[BH,AH]=lp2hp(B0,A0,wph);
[h,w]=freqs(BH,AH);
[b1,a1]=imp_invr(BH,AH,T)
[db1,mag1,pha1,w1]=freqz_m(b1,a1);
y2=filter(b1,a1,y1);
subplot(2,1,2);plot(y2);
title('高通滤波后')
（六）滤波前后频谱分析
load Xn2
wp=0.375*pi;ws=0.625*pi;Rp=1;As=15;T=1;%数字指标
OmegaP=wp/T;OmegaS=ws/T;%模拟指标
[cs,ds]=afd_butt(OmegaP,OmegaS,Rp,As)%butterworth低通滤波器原型设计函数; [b,a]=imp_invr(cs,ds,T)%利用脉冲响应不变法从模拟到数字滤波器变换函数
y1=filter(b,a,Xn2);
wp=0.8*2*pi;ws=0.25*2*pi;Rp=0.1;As=40;
[N,wc]=buttord(wp,ws,Rp,As,'s')
[B0,A0]=butter(N,wc,'s');
wph=2*pi*0.25;hk=freqs(B0,A0,wph);
[BH,AH]=lp2hp(B0,A0,wph);
[h,w]=freqs(BH,AH);
[b1,a1]=imp_invr(BH,AH,T)
[db1,mag1,pha1,w1]=freqz_m(b1,a1);
y2=filter(b1,a1,y1);
N=9998;
n=0:N-1
x=Xn2
y=fft(x,N)
subplot(3,1,1)
plot(n,abs(y));title('原信号的频谱');
Y1=fft(y1,N)
subplot(3,1,2),plot(n,abs(Y1))
title('低通后信号的频谱');
Y2=fft(y2,N)
subplot(3,1,3),plot(n,abs(Y2))
title('高通后信号的频谱');
（七）高通和低通滤波器的零极点分析
wp=0.8*2*pi;ws=0.25*2*pi;Rp=0.1;As=40;T=1;
[N,wc]=buttord(wp,ws,Rp,As,'s')
[B0,A0]=butter(N,wc,'s');
wph=2*pi*0.25;hk=freqs(B0,A0,wph);
[BH,AH]=lp2hp(B0,A0,wph);
[h,w]=freqs(BH,AH);
subplot(2,1,1)
zr=roots(BH)
pk=roots(AH)
zplane(BH,AH);
title('高通零极点图')
wp=0.375*pi;ws=0.625*pi;Rp=1;As=15;T=1;%数字指标
OmegaP=wp/T;OmegaS=ws/T;%模拟指标
[cs,ds]=afd_butt(OmegaP,OmegaS,Rp,As)%butterworth低通滤波器原型设计函数;
[b,a]=imp_invr(cs,ds,T)%利用脉冲响应不变法从模拟到数字滤波器变换函数
[db,mag,pha,w]=freqz_m(b,a);
subplot(2,1,2)
zr=roots(b)
pk=roots(a)
zplane(b,a);
title('低通零极点图')
4 仿真调试步骤、结果及分析
利用simulink进行仿真调试
（一）导入:将原始数据导入from workspace
load Xn2
load t2
y=[t2';Xn2']';
(二）对滤波器参数的设定
低通滤波器参数设定
高通滤波器参数的设定
（三）运行：
(四）查看运行后的波形
x(n)的波形
y1(n)图即通过低通滤波器后的波形
y2(n)图即通过高通滤波器后的波形
（五）分析
在对原始数据的导入上出现了一些问题：不能直接导入，在t2.txt文件数据的引用上不能直接引用，因为在工作空间上一次次程序的实验，早已经将t2变量的数据冲掉了，于是借用Xn2变量的引用的同样的方法，将t2保存成t2.m的调用，于此同时还必须注意采样时间的设定！刚开始
由于matlab版本的不一样，在时间的设定上反复出现了问题。最终得到了解决，设定如下：
在设定滤波器的参数时，低通按照数字指标设定正确，但是在设定高通时发现了问题
Eee unite 默认的设置是以采样频率为准的，为此要改变输入形式。将其数字指标输入时
设定不符合标准。分析发现，当初在设计高通滤波器时是大体根据频谱分析图来设定数据指标的，在前面运用matlab语言设计是符合设计标准，但是实际电路会出现实际问题。为此要不断改变找出合适的指标。最终得到设定结果如下：
此时通过两个滤波器后的滤波情况
最后成功设定，对比分析上面三个波形，发现已经达到最初目的，则说明设定正确。
５电路制作调试步骤、调试结果
利用simulink 来进行仿真调试
（１）首先输入simulink 填出工具模块窗口
(２)其次建立一个新的空白model文件
（３）最后画出电路图
（４）调试结果
已达到滤波效果
6 电路测试方案、测试结果及分析
利用GUI模块设计界面达到方便快捷的查看分析结果
1.打开ＧＵＩ界面（在command window中输入guide )弹出窗口
设计一个所需界面
保存后生成后缀为.fig的文件
３.打开保存后的.fig文件，给每个键保存.m文件
举例：对按键“Xn2点的采样”进行文件保存
找到对应位置来添加程序
添加程序
为了能在所有按键出图在一个界面上，在设计界面时添加axes图标
并在添加文件时加上axes(handles.axes1)来代替画图程序subplot 保存完毕后运行（点击小三角运行）
出现ＧＵＩ界面
测试(点击界面上的按钮进行测试）
command window自动运行程序
课题二基于MATLABDE的心电信号分析系统的设计与仿真 一、本课题的目的 本设计课题主要研究数字心电信号的初步分析及滤波器的应用。通过完成本课题的设计，拟主要达到以下几个目的： (1)了解MATLAB软件的特点和使用方法，熟悉基于Simulink的动态建模和仿真的步骤和过程； (2)了解人体心电信号的时域特征和频谱特征； (3)进一步了解数字信号的分析方法； (4)通过应用具体的滤波器进一步加深对滤波器理解； (5)通过本课题的设计，培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力。 二、课题任务 设计一个简单的心电信号分析系统。对输入的原始心电信号，进行一定的数字信号处理，进行频谱分析。采用Matlab语言设计，要求分别采用两种方式进行仿真，即直接采用Matlab 语言编程的静态仿真方式、采用Simulink进行动态建模和仿真的方式。根据具体设计要求完成系统的程序编写、调试及功能测试。 (1)对原始数字心电信号进行读取，由数字信号数据绘制出其时域波形。 (2)对数字信号数据做一次线性插值，使其成为均匀数字信号，以便后面的信号分析。 (3)根据心电信号的频域特征（自己查阅相关资料），设计相应的低通和高通滤波器。 (4)编程绘制实现信号处理前后的频谱，做频谱分析，得出相关结论。 (5)对系统进行综合测试，整理数据，撰写设计报告。 三、主要设备和软件 (1)PC机一台。 (2) MATLAB6.5以上版本软件，一套。 四、设计内容、步骤和要求 4.1必做部分 4.1.1利用Matlab对MIT-BIH数据库提供的数字心电信号进行读取，并还原实际波形 美国麻省理工学院提供的MIT-BIH数据库是一个权威性的国际心电图检测标准库，近年来应用广泛，为我国的医学工程界所重视。MIT-BIH数据库共有48个病例，每个病例数据长30min，总计约有116000多个心拍，包含有正常心拍和各种异常心拍，内容丰富完整。
心电信号发生器说明书 一、简介 欢迎使用心电信号发生器，该产品是长沙爱康电子有限公司研发生产的产品。 本产品可产生同步导联心电图信号，该信号可以直接被心电图机采集，以验证心电图机的工作情况，通过用户按键或软件切换，可以控制心电信号发生器输出不同的心电图信号、标准测试信号（正弦波、方波、三角波和脉冲）或任意需要的信号（型号）。 心电信号发生器分为：和二种型号，其中为基本型，为开发型，用户可以根据下述性能指标选择不同后缀的产品。 本产品可以用于心电产品研发、生产、教案、检测等场合，也可以作为电子专业的实验教案仪器使用。 性能简介： ●同步导联心电模拟信号产生，组波形可选； ●正弦波、方波、三角波和脉冲可选，它们信号可以用于电压和时间定标，参数见加一节； ●心率为的标准心电信号可选，它们信号可以用于心率校准，参数见加一节； ●种异常心电图信号可选； ●含、工频信号的心电波形可选； ●含基线漂移的工频信号的心电波形可选； ●内置位处理器和大容量存储器； ●采用位变换器，每通道按等效采样速率输出精密的心电信号； ●内置锂电池，充满一次电可以工作小时，有充电指示，充电时间小时； ●有电源电量指示灯和充电指示灯（开机状态下有指示）； ●可以使用香蕉头或标准电极片按扣的导联线连接本产品； ●采用标准打印线进行充电； 性能简介： ●具备的所有功能； ●提供上位机软件，连接本产品实现开发功能； ●可以在上位机软件中实现心电信号发生器的面板操作； ●可以打开爱康电子心电图数据文件，并编辑、剪切、放大、缩小心电波形，也可以加入噪 声，以便下载使用； ●剪切的数据可以下载到心电信号发生器中使用； ●可以将数据烧写到心电信号发生器的中，以便脱机使用； ●在烧写时，正弦波、方波、三角波和脉冲为仪器标配；
成绩： 2015-2016学年01 学期 “电力电子电气传动与可编程控制技术（1）”BUCK变换器的设计与仿真 姓名： 专业： 班级： 学号：
2015 年12 月
一、设计用于检测人体心电信号的放大器，要求如下： 1、输入阻抗≥10MΩ。 2、共模抑制比≥80dB。 3、电压放大倍数1000倍。 4、频带宽度为0.5Hz~100Hz。 5、放大器的等效输入噪声（包括50Hz交流干扰）≤200μV。 二、设计方案分析 1、心电信号的特点及检测 人体的各种生理参数如心电、脑电、肌电等生物电信号都是属于强噪声背景下微弱的低频信号，是由复杂的生命体发出的不稳定的自然信号。心电信号是人类最早研究并应用于临床医学的生物电信号之一，与其他生物电信号相比，该信号也比较容易检测同时具有直观的规律性。一般人体心电信号的幅值约20μV~5mV，频带宽度为0.05Hz~100Hz，由于心电信号取自于活体，所以信号源内阻较高，且存在着较强的背景噪声和干扰。 在检测人体生物电信号时，需要采用所谓的生物电测量电极，
又称引导电极来实现的，通过引导电极将生物电信号引入到放大器的输入端。对于心电信号的检测，临床上为了统一和便于比较所获得心电信号波形，对测定心电信号（ECG）的电极和引线与放大器的联接方式有严格的统一规定，称之为心电图的导联系统。目前国际上均采用标准导联，即将电极捆绑在手腕或脚腕的内侧面，并通过较长的屏蔽导线与心电放大器相连接。标准导联有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。其具体联接方法如图。 LA Ⅰ 导联Ⅱ 导联Ⅲ导联 图1 标准导联联线方法 2、心电信号放大器设计要求及组成 根据心电信号的特点，对心电信号放大器的要求是高输入阻抗、高增益、高共模抑制比、低噪声、低漂移、合适的通频带宽度和输出较大的动态范围等。典型的心电信号放大器的组成如图所示，主要有前置放大、高通滤波、低通滤波、50Hz陷波器、电压放大
心电放大电路实验报告 一概述 心脏是循环系统中重要的器官。由于心脏不断地进行有节奏的收缩和舒张活动，血液才能在闭锁的循环系统中不停地流动。心脏在机械性收缩之前，首先产生电激动。心肌激动所产生的微小电流可经过身体组织传导到体表，使体表不同部位产生不同的电位。如果在体表放置两个电极，分别用导线联接到心电图机(即精密的电流计)的两端，它会按照心脏激动的时间顺序，将体表两点间的电位差记录下来，形成一条连续的曲线，这就是心电图。 普通心电图有一下几点用途 1、对心律失常和传导障碍具有重要的诊断价值。 2、对心肌梗塞的诊断有很高的准确性，它不仅能确定有无心肌梗塞，而且还可确定梗塞的病变期部位范围以及演变过程。 3、对房室肌大、心肌炎、心肌病、冠状动脉供血不足和心包炎的诊断有较大的帮助。 4、能够帮助了解某些药物（如洋地黄、奎尼丁）和电解质紊乱对心肌的作用。 5、心电图作为一种电信息的时间标志，常为心音图、超声心动图、阻抗血流图等心功能测定以及其他心脏电生理研究同步描纪，以利于确定时间。 6、心电监护已广泛应用于手术、麻醉、用药观察、航天、体育等的心电监测以及危重病人的抢救。 二系统设计 心电信号十分微弱，频率一般在0.5HZ-100HZ之间，能量主要集中在17Hz附近，幅度大约在10uV-5mV之间，所需放大倍数大约为500-1000倍。而50hz工频信号，极化电压，高频电子仪器信号等等干扰要求心电信号在放大的过程中始终要做好噪声滤除的工作。下图为整体化框图。 三具体实现 电路图如下： 1 导联输入： 导联线又称输入电缆线。其作用是将电极板上获得的心电信号送到放大器的输入端。心脏
***************** 实践教学 ******************* 某某理工大学 计算机与通信学院 2015年春季学期 信号处理课程设计 题目：ECG信号分析与处理系统设计 专业班级：通信工程 姓名： 学号： 指导教师： 成绩：
摘要 系统的研究心电信号处理对疾病的早期预测及家庭医疗保健具有十分重要的意义，一直是生物医学工程领域的研究热点。心血管疾病是人类生命的最主要威胁之一，而心电(Electrocardiogram)，ECG信号是诊断心血管疾病的主要依据，心电信号是心脏电生理活动在体表的表现，提供了心脏功能等生理状况的有重要价值的临床医学信息，是临床心脏病诊断的基础。因此，设计心电信号处理系统具有重要意义。本论文综合运用数字信号处理的理论知识对心电信号进行分析与处理，实现ECG信号的频谱分析，基线漂移检测等，设计滤波器实现心电信号的滤波，滤去高频和低频干扰，实现ECG信号的增强。同时使用陷波器对50Hz的工频干扰进一步滤除，得到比较纯净的心电信号。 关键词: 心电信号，工频干扰，基线漂移
目录 摘要····································I 一、前言 (1) 二、心电信号 (2) 2.1 原始心电信号分析 (2) 2.2 心电信号中的噪声 (3) 2.3 系统总体设计框图 (4) 三、设计原理及方法 (5) 3.1 数字滤波器简介 (5) 3.2 IIR滤波器的设计原理 (5) 3.3 IIR滤波器的设计 (5) 3.3.1 IIR数字低通滤波器设计过程 (5) 3.3.2 IIR数字带通滤波器设计过程 (9) 3.4 FIR滤波器 (10) 3.4.1 FIR滤波器的设计 (11) 3.4.2 FIR数字低通滤波器设计过程 (11) 3.5 陷波器 (13) 3.5.1陷波器的基本原理及作用 (13) 3.5.2双T法设计陷波器 (13) 四、MATLAB简述 (15) 五、总结 (16) 参考文献 (17) 附录 (18)
（一）心电图机基本结构 心电图机基本结构包括： 1．记录纸盒装记录纸卷。 2．笔位置控制旋调节记录笔基线。 3．导联选择按钮或开关选择记录导联。 4．50Hz滤波按钮或开关滤去50Hz干扰 5．灵敏度按钮或开关选择记录灵敏度，灵敏度有1/2、1和2三档。 6．走纸速度按钮或开关走纸速度选择，走纸速度有25mm/min和50mm/min二档。 7．1mV定标按钮或开关用于灵敏度校正，按下1mV定标电压，记录幅度为10mm。 8．记录和停止按钮或开关控制记录，停止。 9．电源开关。 （二）心电图机使用方法 1．导联联接 为记录好心电图，必须保证电极与皮肤之间的良好接触。 （1）清洗皮肤：电极和皮肤上的脏物均会增加接触电阻并产生极化，导致记录不稳定，可用酒精擦洗，除去污物和油脂。 （2）导电膏的应用：将导电膏涂于皮肤并用手指磨擦使皮肤微红。此时装上肢体电极，若没有合适的导电膏，用一块稍大于电极的纱布浸泡5%的小苏打后置于肢体电极和皮肤之间。电极处不得涂导电膏，可直接涂上小苏打水。 （3）胸电极：按要求联接胸导联电极，注 意各电极之间不得相互碰触。 （4）导联的颜色编码如表2-5-1。 （5）根据表2-5-1安置导联。 （6）记录动物心电图时，可用不锈钢注射器针头刺入动物的皮下，刺入不可过深，以避免刺入肌肉组织，产生肌电干扰。导联位置与人相同。 表2-5-1心电图导联的颜色编码 导联的颜色 红 黄． 绿 黑 白/红 白/黄 白/绿 白/棕 白/黑 白/紫 导联 RA LA LF RF V1
V2 V3 V4 V5 V6 右臂 左臂 左腿 右腿 胸1 胸2 胸3 4 胸． 胸5 胸6 2．记录心电图 （1）将电源开关打开： （2）按导联选择开关键，选择I导联。 （3）按下“开始”/“停止”键，开始记录。 （4）按“1mV”键，在心电信号的平直部分记录下1mV的波形。 （5）按下“开始”/“停止”键，开始记录。 （6）按导联选择开关键，选择Ⅱ导联，重复（5）~（6）步骤直到记录录完V6导联。 （三）心电图机使用注意事项 在心电图的记录中，如处理不当，经常会产生基线大幅度漂移，肌电干扰，50Hz交流电干扰，电压过低，描笔偏转而不能调至记录纸面上，如发生上述情况应根据情况进行检查和处理。1．患者状态（1）皮肤肮脏，用酒精或肥皂洗净，涂导电膏。（2）患者紧张，设法使其放松。（3）患者躁动或讲话，令安静放松地躺好。 2．电极及其接触问题（1）电极不干净，用酒精和肥皂清洗，若太脏可用细砂布打磨。（2）电极夹子与导联接头接触不良，插紧插头。（3）导电膏涂抹不足，适量涂导电膏。 3．环境条件（1）由X射线，超短波或其他电子设备引起的干扰，要更换仪器安放位置或关掉干扰源仪器。（2）室温太高或太低，将温度调至患者感到舒适的范围。（3）病床太小，换成患者躺上感到舒适的床。（4）若使用金属床，将其接地。（5）仪器接地不良，将接地端子与大地接好。（6）导联线时通时断，更换新的。 XD-7100单道心电图机使用说 1．电源开关置于“ON”。 2．电源开关置于“AC（交流），'，此时“LINE”“TBST”“PA PER SPEED（25mm／s）”“SENSITIVITY （l）”“STOP”，晶体灯发出亮光。 3．调节基线控制旅钮应能改变描笔的位置，使之停在纪录纸中央附近。 4．按动“CHECK”键，此时“STOp”灯灭，“CHECK”灯亮。 ”，使描笔随着定标键的按动而作相应的摆动。 lmV．按动定标键“5． 6．按“START”，此时“CHECK”灯灭，“START”灯亮，记录纸按25mm/sec速度走动。 7．继续按动定标键，在走动的纪录纸上可看到一清晰的定标方波，其振幅应是10mm。 8．按动“LEAD SELECTOR”键，使之由“TEST”
浅谈滤波器在心电信号放大电路中的应用 1 实验目的与意义 心电信号十分微弱，一般在0.05-100Hz之间，幅度小于5mv。在检测心电信号的同时存在着极大的干扰。心电波仪器通过传感系统把心脏跳动信号转化为电压信号波形，一般为微伏到毫伏数量级。这是需经过信号放大才能驱动测量仪表把波形绘制出来。本实验通过应用运算放大器设计心电放大电路，目的是可以实现有效滤除与心电信号无关的高频信号，通过系统，可以得到放大，无干扰的心电信号。 本实验将就心电放大电路中的滤波器部分进行重点研究，采用multisim10.1进行仿真，分析其实现的功能以及所起的作用。心电信号放大电路的其余部分将做简要介绍。
2 心电放大电路工作原理 心电信号放大电路原理流程图 2.1前置放大电路 放大微弱的心电信号。具有高输入阻抗、高共模抑制比、低噪声、低漂移、具有一定的电压放大能力的特点。 2.2高通滤波电路 通过频率大于 0.05Hz 的信号，排除低频信号干扰。 2.3低通滤波电路 通过频率低于100Hz 的信号，排除高频信号干扰。 2.4带阻滤波电路 有效阻断工频为50Hz 的信号干扰。 2.5电压放大电路 对处理过的心电信号进行放大，以便能够观察出微弱的心电信号。 3 技术指标 信号放大倍数：1000倍 输入阻抗：≥10M Ω 共模抑制比：K cmr ≥60dB 频率响应：0.05-100Hz 信噪比：≥40dB 4心电放大电路介绍与分析 4.1前置放大电路 可应用AD620来设计放大电路，设计图如下 输入心电信号 前置放大 高通滤波 电压放大 带阻滤波 低通滤波
根据心电信号特点，前置放大电路具有以下特点： 1）高输入阻抗：被提取的心电信号是不稳定的高内阻源的微弱信号，为了减少信号源内阻的影响，应提高放大电路的输入阻抗。 2）高共模抑制比：人体所携带的工频干扰以及所测量的参数以外的生理作用的干扰，一般为共模干扰，前置级须采用共模抑制比高的差动放大电路，以减少共模干扰。 3）低噪声，低漂移：使其对信号源影响小，输出稳定。 此放大电路可实现增益1-1000倍的调节。 4.2滤波电路 正常心电信号的频率范围为0.05-100Hz。噪声信号来源主要有工频干扰、电极接触噪声、人为运动肌电干扰、基线漂移等，其中50Hz的工频干扰最为严重。为了消除这些干扰信号，在心电信号放大器电路中，应加入高通滤波器、低通滤波器和50Hz工频信号陷波器。 4.2.1 高通滤波电路 本实验采用二阶有源滤波器，参数设置以及电路图如下。 f min=错误！未找到引用源。=0.05Hz 令C1=C2=100μF R1=R2≈32kΩ 输入1Vpk，0.05Hz的正弦交流信号
生物医学电子学课程设计 设计报告 学校：东北大学 学院：中荷生物医学与信息工程学院 专业班级：生医1202班 姓名：鱼忘七秒 学号： 201252xyz 指导老师：李刚
低功耗心电放大器设计报告 1.概述 心脏是循环系统中重要的器官。由于心脏不断地进行有节奏的收缩和舒张活动，血液才能在闭锁的循环系统中不停地流动。心脏在机械性收缩之前，首先产生电激动。心肌激动所产生的微小电流可经过身体组织传导到体表，使体表不同部位产生不同的电位。如果在体表放置两个电极，分别用导线联接到心电图机(即精密的电流计)的两端，它会按照心脏激动的时间顺序，将体表两点间的电位差记录下来，形成一条连续的曲线，这就是心电图。 基本心电图如上所示，包含如下几个波段： P波――两心房除极时间 P-R间期――心房开始除极至心室开始除极时间 QRS波群――全心室除极的电位变化 ST段――心室除极刚结束尚处以缓慢复极时间 T波――快速心室复极时间 2.设计背景 心电放大器是一种常见的生物电放大仪器，在如今已经得到了广泛的应用，并已经研发出了便携家用的医疗仪器。心电放大器可以实时观测被测者的心电信号，有助于病征的观测，并能辅助诊断。心电放大器作为精密医疗仪器，在现代的应用越来越广泛，低成本是它的一个重要趋势。
心电信号有几个显著的特点。 1)心电信号很微弱，其幅值为10μV（胎儿）-4mV（成人），放大倍数 约为500~1000倍； 2)频率很低，约为0.05Hz-75Hz，能量主要集中在17Hz附近； 3)有很强的随机性，并不稳定。 4)人体作为信号源，本身内阻很大。 5)干扰多。如肌电等人体噪声，以及在心电放大器中不可避免的工频 等设备噪声。 3.设计意义 1)对心律失常和传导障碍具有重要的诊断价值； 2)对心肌梗塞的诊断有很高的准确性，它不仅能确定有无心肌梗塞， 而且还可确定梗塞的病变期部位范围以及演变过程； 3)对房室肌大、心肌炎、心肌病、冠状动脉供血不足和心包炎的诊断 有较大的帮助； 4)能够帮助了解某些药物（如洋地黄、奎尼丁）和电解质紊乱对心肌 的作用。 4.设计要求 1)输入电阻>5M 2)共模抑制比>80dB 3)输出摆幅>2.5V（采用单片机采集时动态范围≧28） 4)频带：0.05～75Hz 5)功耗<5mA 6)直流供电，使用三节1.5V干电池，便于携带 5.总体方案设计
课题一心电信号分析系统的设计 一、本课题的目的 本设计课题主要研究数字心电信号的初步分析方法及滤波器的应用。通过完成本课题的设计，拟主要达到以下几个目的： （1）了解基于LabVIEW的虚拟仪器的特点和使用方法，熟悉采用LabVIEW进行仿真的方法。 （2）了解人体心电信号的时域特征和频谱特征。 （3）进一步了解数字信号的分析方法； （4）通过应用具体的滤波器进一步加深对滤波器的理解。 （5）通过本课题的设计，培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力。 二、课题任务 利用labVIEW设计一个基于虚拟仪器的简单的心电信号分析系统。对输入的原始心电信号，进行一定的数字信号处理，进行频谱分析。根据具体设计要求完成系统的程序编写、调试及功能测试。 （1）对原始数字心电信号进行读取，由数字信号数据绘制出其时域波形。 （2）对数字信号数据做一次线性插值，使其成为均匀数字信号，以便后面的信号分析。 （3）根据心电信号的频域特征（自己查阅相关资料），设计相应的低通和带通滤波器。 （4）编程绘制实现信号处理前后的频谱，做频谱分析，得出相关结论。 （5）对系统进行综合测试，整理数据，撰写设计报告。 三、主要设备和软件 （1）PC机一台。 （2）LabVIEW软件一套，要求最低版本8.20。 四、设计内容、步骤和要求 必做部分： 1. 利用labVIEW读取MIT-BIH数据库提供的数字心电信号，并还原实际波形 美国麻省理工学院提供的MIT-BIH数据库是一个权威性的国际心电图检测标准库，近年来应用广泛，为我国的医学工程界所重视。MIT-BIH数据库共有48个病例，每个病例数据长30min，总计约有116000多个心拍，包含有正常心拍和各种异常心拍，内容丰富完整。 为了读取简单方便，采用其txt格式的数据文件作为我们的原心电信号数据。利用labVIEW提供的文件I/O函数，读取txt数据文件中的信号，并且还原实际波形。
心电图机使用说明 1． 电源开关置于“ON”。 2． 电源开关置于“AC（交流），’，此时“LINE”“TBST”“PA PER SPEED（25mm ／s）”“SENSITIVITY（l）”“STOP”，晶体灯发出亮光。 3． 调节基线控制旅钮应能改变描笔的位置，使之停在纪录纸中央附近。 4． 按动“CHECK”键，此时“STOp”灯灭，“CHECK”灯亮。 5． 按动定标键“ lmV”，使描笔随着定标键的按动而作相应的摆动。 6． 按“START”，此时“CHECK”灯灭，“START”灯亮，记录纸按25mm/sec速度走动。 7． 继续按动定标键，在走动的纪录纸上可看到一清晰的定标方波，其振幅应是10mm。 8． 按动“LEADSELECTOR”键，使之由“TEST”向“I”导“Ⅱ”联转换。 9． 在心电图纸上得到一段清晰的纪录后，可继续按动“LEAD SELECTOR”键，使之由“I”导联向“Ⅱ”导联转换，以此类推，可重复上述操作，完成12个导联的心电图纪录。 10．仪器使用完毕，切断电源，做好清洁工作。并做好仪器使用登记。 电图机是记录人体心电图的专用仪器，心电图机的有严格的国际标准，心电图机由专业厂家设计、制造。 人体心电图机种类繁多，从记录笔数分有单道心电图机和多道心电图机；从用途分有普通心电图机、心电监护仪和动态心电图机。有些心电图机带有示波屏，也称心电示波器。人体心电图机也可用来记录动物的心电图，其记录的心电图质量一般优于普通记录仪。
（一）心电图机基本结构 心电图机基本结构包括： 1．记录纸盒装记录纸卷。 2．笔位置控制旋调节记录笔基线。 3．导联选择按钮或开关选择记录导联。 4．50Hz滤波按钮或开关滤去50Hz干扰 5．灵敏度按钮或开关选择记录灵敏度，灵敏度有1/2、1和2三档。 6．走纸速度按钮或开关走纸速度选择，走纸速度有25mm/min和50mm/min二档。 7．1mV定标按钮或开关用于灵敏度校正，按下1mV定标电压，记录幅度为10mm。 8．记录和停止按钮或开关控制记录，停止。 9．电源开关。 （二）心电图机使用方法 1．导联联接 为记录好心电图，必须保证电极与皮肤之间的良好接触。 （1）清洗皮肤：电极和皮肤上的脏物均会增加接触电阻并产生极化，导致记录不稳定，可用酒精擦洗，除去污物和油脂。 （2）导电膏的应用：将导电膏涂于皮肤并用手指磨擦使皮肤微红。此时装上肢体电极，若没有合适的导电膏，用一块稍大于电极的纱布浸泡5%的小苏打后置于肢体电极和皮肤之间。电极处不得涂导电膏，可直接涂上小苏打水。 （3）胸电极：按要求联接胸导联电极，注 意各电极之间不得相互碰触。 （4）导联的颜色编码如表2-5-1。 （5）根据表2-5-1安置导联。 （6）记录动物心电图时，可用不锈钢注射器针头刺入动物的皮下，刺入不可过深，以避免刺入肌肉组织，产生肌电干扰。导联位置与人相同。 表2-5-1心电图导联的颜色编码 导联的颜色 红 黄
直流心电放大仪设计报告 心电信号作为心脏电活动在人体体表的表现，信号比较微弱，其频谱范围是0.05～200Hz，电压幅值为0～5mV，信号源的阻抗为数千欧到数百千欧，并且存在着大量的噪声，测量时，除了受包括肌电信号，脑电信号，呼吸波信号等体内干扰信号的干扰，还受到基线漂移，电极接触等体外干扰。心电的这些特点，要求设计在强噪声下能有效抑制各种干扰的便携式心电采集放大仪，来得到正确的心电信号。 本直流心电放大仪设计思路是：由携带在人体上的电极采集心电信号，经过前置放大器的初步放大，并且在前置放大器电路部分设计滤波和右腿驱动电路，对各种信号进行一定的抑制后送入仪用放大器，输出后送入低通滤波器，以滤除心电频率范围以外的干扰信号，最后经过主放大器，得到能观察范围内的心电信号。在进行实验元件参数选取时，既要考虑满足设计要求，同时又要保证所用的元件必须能找到，而且考虑到元件精度要求。 心电放大仪总体结构图： 人体电极拾取前置放大器（共模抑制电路）低通滤波器 后级放大电路示波器显示 本设计的电路主要由五部分组成：电源变换电路；前置放大器和抑制共模电路；低通滤波电路；后级放大电路（主放大电路）。 由携带在人体上的电极拾取的心电信号首先经过前置放大器的初
步放大，并对各种干扰信号进行一定的抑制后进入低通滤波器以滤除心电频率以外的干扰信号，然后经过后级主放大器进一步放大后，输入示波器，进行观察。设计没有采用50HZ工频滤波电路，是因为本设计由电池供电，共模工频干扰很小（外界电场影响），可以通过右腿驱动电路很好的滤除。 一、电源变换电路： 由于电池最多只能用四节，也就是6V，而实验采用的芯片是LM324，因此采用具有升压能力的电路，它能将Ec转换为±Ec。其原理是NE555,时基电路接成无稳态电路，555和R21、C13接成无稳态多谐振荡器，振荡频率约在20kHz左右，由于充、放电时间常数皆为R21C13，故占空比为50％。输出的20kHz脉冲波经D1、C14和 D2、C15分别整流滤波后，输出±EDD双电源。它的3脚输出占空
心电信号放大器设计
成绩： 2015-2016学年01 学期 “电力电子电气传动与可编程控制技术（1）”BUCK变换器的设计与仿真 姓名： 专业： 班级： 学号：
2015 年12 月
一、设计用于检测人体心电信号的放大器，要求如下： 1、输入阻抗≥10MΩ。 2、共模抑制比≥80dB。 3、电压放大倍数1000倍。 4、频带宽度为0.5Hz~100Hz。 5、放大器的等效输入噪声（包括50Hz交流干扰）≤200μV。 二、设计方案分析 1、心电信号的特点及检测 人体的各种生理参数如心电、脑电、肌电等生物电信号都是属于强噪声背景下微弱的低频信号，是由复杂的生命体发出的不稳定的自然信号。心电信号是人类最早研究并应用于临床医学的生物电信号之一，与其他生物电信号相比，该信号也比较容易检测同时具有直观的规律性。一般人体心电信号的幅值约20μV~5mV，频带宽度为0.05Hz~100Hz，由于心电信号取自于活体，所以信号源内阻较高，且存在着较强的背景噪声和干扰。 在检测人体生物电信号时，需要采用所谓的生物电测量电极，
又称引导电极来实现的，通过引导电极将生物电信号引入到放大器的输入端。对于心电信号的检测，临床上为了统一和便于比较所获得心电信号波形，对测定心电信号（ECG）的电极和引线与放大器的联接方式有严格的统一规定，称之为心电图的导联系统。目前国际上均采用标准导联，即将电极捆绑在手腕或脚腕的内侧面，并通过较长的屏蔽导线与心电放大器相连接。标准导联有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。其具体联接方法如图。 RA LA LL RL RA LA Ⅰ导联 RA LL Ⅱ导联Ⅲ导联 LA LL 图1 标准导联联线方法 2、心电信号放大器设计要求及组成 根据心电信号的特点，对心电信号放大器的要求是高输入阻抗、高增益、高共模抑制比、低噪声、低漂移、合适的通频带宽度和输出较大的动态范围等。典型的心电信号放大器的组成如图所示，主要有前置放大、高通滤波、低通滤波、50Hz陷波器、电压放大等
燕山大学 课程设计说明书题目心电数据处理与去噪 学院（系）：电气工程学院 年级专业： 11级仪表一班 学号： 110103020036 学生姓名：张钊 指导教师：谢平杜义浩 教师职称：教授讲师
燕山大学课程设计（论文）任务书 院（系）：电气工程学院基层教学单位：自动化仪表系 说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。 2014年7月 5 日
摘要 (2) 第1章设计目的、意义 (3) 1.1 设计目的 (3) 1.2设计内容 (3) 第2章心电信号的频域处理方法及其分析方法 (4) 2.1小波分析分析 (4) 2.2 50hz工频滤波分析 (10) 第3章 GUI界面可视化 (14) 学习心得 (15) 参考文献 (15)
信号处理的基本概念和分析方法已应用于许多不同领域和学科中，尤其是数字计算机的出现和大规模集成技术的高度发展，有力地推动了数字信号处理技术的发展和应用。心脏周围的组织和体液都能导电，因此可将人体看成为一个具有长、宽、厚三度空间的容积导体。心脏好比电源，无数心肌细胞动作电位变化的总和可以传导并反映到体表。在体表很多点之间存在着电位差，也有很多点彼此之间无电位差是等电的。心脏在每个心动周期中，由起搏点、心房、心室相继兴奋，伴随着生物电的变化，这些生物电的变化称为心电 它属于随机信号的一种，用数字信号处理的方法和Matlab软件对其进行分析后，可以得到许多有用的信息，对于诊断疾病有非常重要的参考价值。 关键字：信号处理心电信号Matlab
第一章设计目的、意义 1 设计目的 进行改革，增大学生的自主选择权，让学生发展自己的兴趣，塑造自己未来的研究发展方向。课程设计的主要目的： （1）培养学生文献检索的能力，特别是如何利用Internet检索需要的文献资料。 （2）培养灵活运用所学的电力电子技术知识和创造性的思维方式以及创造能力。 （3）培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。 （4）培养学生用maltab处理图像与数据的能力。 2 设计内容 2.1 设计要求： 要求设计出心电数据处理的处理与分析程序。 (1) 处理对象：心电数据； (2) 内容：心电数据仿真，心电数据处理（仿真数据，真实数据）； (3) 结果：得到处理结果。 2.2 设计内容： （1）心电数据仿真； （2）心电数据处理； （3）分析处理结果。 （4）可视化界面设计 2.3 实验原理 2.3.1心电产生原理 我们常说的心电图一般指体表心电图，反映了心脏电兴奋在心脏传导系统中产生和传导的过程。正常人体的每一个心动周期中，各部分兴奋过程中
微弱信号检测课题报告 心电信号采集 —噪声分析及抑制 指导老师：宋俊磊 院系：机电学院测控系 班级： 学号： 姓名：
【目录】 【摘要】 (3) 第一章 (4) 1.1人体生物信息的基本特点[1} (4) 1.2 体表心电图及心电信号的特征分析[4] (5) 1.3心电信号的噪声来源[7] (6) 1.4 心电电极和导联体系分析 (7) 1.4.1系统电极选择[8] (7) 第二章硬件电路设计 (8) 2.1 心电信号采集电路的设计要求 (8) 2.2 心电采集电路总体框架 (9) 2.3采集电路模块 (11) 2.4 AD620引入的误差 (11) 2.4.1 电子元件内部噪声 (11) 2.4.2集成运放的噪声模型： (13) 2.4.3 AD620的噪声计算 (14) 2.4.4 前置放大电路改进措施 (15) 2.5 滤波电路设计 (18) 2.6电平抬升电路[14] (21) 2.7心电信号的50Hz带阻滤波器（50Hz陷波）设计[15] (21) 结论 (23) 附录：参考文献 (24)
【摘要】 心脏是人体循环系统的核心，心脏的活动是由生物电信号引发的机械收缩。在人体这个三维空间导体当中，这种生物电信号可以波及人体各个部分，在人体体表产生规律性的电位变化。在人体体表的一定位置安放电极，按时间顺序放大并记录这种电信号，可以得到连续有序的曲线，这就是心电图。 针对心电信号的特点进行心电信号的采集、数据转换模块的设计与开发。设计一种用于心电信号采集的电路，然后进行A/D转换，使得心电信号的频率达到采样要求。人体的心电信号是一种低频率的微弱信号，由于心电信号直接取自人体，所以在心电采集的过程中不可避免会混入各种干扰信号。为获得含有较小噪声的心电信号，需要对采集到的心电信号做降噪处理。运用一个心电信号检测放大电路，充分考虑了人体心电信号的特点，采用前置差动放大+带通滤波器+50Hz陷波器(带阻滤波器)组成的模式，对心电信号进行测量。 关键词：心电信号采集，降噪，A/D转换放大，噪声分析
电子线路CAD短学期 设计报告 学院：电子信息学院 学号： 15041523 班级： 15040211 姓名：卢虎林 日期： 2017年3月11日
一、实验目的 通过一个实例来说明Pspice对设计方案和具体电路进行分析的过程，理解电路的自上而下的设计方法。 二、实验原理 设计一个心电图信号放大器。已知: (1）心电信号幅度在50μV～5mV之间，频率范围为0.032Hz～250Hz。 (2）人体内阻、检测电极板与皮肤的接触电阻(即信号源内阻)为几十千欧。 (3）放大器的输出电压最大值为-5V～+5V。 1、确定总体设计目标 由已知条件（1)可知该放大器的输入信号属于微弱信号,所要求的放大器应具有较高的电压增益和低噪声、低漂移特性。由已知条件（2)可知,为了减轻微弱心电信号源的负载,放大器必须有很高的输入阻抗。另外，为了减小人体接收的空间电磁场的各种信号(即共模信号)，要求放大器应具有较高的共模抑制比。因此，最后决定的心电放大器的性能指标如下： 差模电压增益：1000(5V/5mV)； 差模输入阻抗： >10MΩ； 共模抑制比：80dB； 通频带：0.05Hz～250Hz。 2、方案设计 根据性能指标要求,要采用多级放大电路，其中前置放大器的设计决定了输入阻抗,共模抑制比和噪声,可选用BiFET型运放,本设计采用了LF4111型运放(其中Avo=4 10 ,Rid≈4 10 Ω,Avc=2)，由
于单极同相放大器的共模抑制比无法达到设计要求(可通过Pspice 仿真波形看出)，本设计采用了由三个LF411型运放构成的仪用放大器。 第二级放大器的任务是进一步提高放大电路的电压增益，使总增益达到1000。其次为了消除高、低噪声，需要设计一个带通滤波器。因为滤波器没有特殊要求，本设计可采用较简单的一阶高通滤波器和一阶低通滤波器构成的带通滤波器。 3、详细设计 根据上述设计方案，确定了心电放大电路的原理图，如图5-1所示。A1、A2、A3及相应的电阻构成前置放大器，其差模增益被分配为40，其中A1、A2构成的差放被分配为16，其计算公式为：Avd1=(Vo1-Vo2)/Vi=(R1+R2+R3)/R1，Avd2=Vo3/(Vo1-Vo2)=- R6/R4=1.6。 为了避免输入端开路时放大器出现饱和状态,在两个输入端到地之间分别串接两个电阻R11、R22，其取值很大，以满足差模输入阻抗的要求。第二级由 A4及相应的电阻、电容构成。在通带内，其被分配的差模增益应为(1000/40=25)，即 Avd3=vo/vo3=1+R10/R9=25 取R9=1KΩ，R10=24KΩ。C1、R8 构成高通滤波器，要求 f =0.05Hz。取R8=1MΩ，则可算出C1=4.58μF，取标称值电容 C1=4.7μF，算得fL=1/(2л C1 R8)=0.034Hz。C2，R10构成低通滤波器,要求f =200Hz。取R10=24KΩ,可算出C2=0.03316μF,取标称值电容C2=0.033μF，最后算出f =1/(2л C2 R10)=251.95Hz。可见满足带宽要求。
医学仪器与设备课程设计题目：心电信号采集模块的设计 院系：电气工程学院 专业：生物医学工程 姓名： 学号： 指导老师：戴启军 时间：2008年12月29日——2009年1月6日
心电信号采集电路的设计 一、系统概述 心电信号采集模块组成：心电电极；导联线；缓冲放大器；威尔逊电阻网络；差动放大；低通滤波器；高通滤波器；50Hz陷波器；光电隔离器；增益可调电路；调零电路 (1)心电电极 生物电引导电极实际完成人体和测量系统之间的界面作用。为了把生物电信号引入信号处理模块中，引导电极必须具备电流的传导能力。在人体内，电流靠离子导电，而在测试系统内是电子导电。通过引导电极，把离子电流变为电子电流，所以电极实际上起了一个换能器的作用。提取心电信号，采用的是皮肤表面电极（体表电极）。 (2)导联线 此设计中心电采集模块由4个电极组成导联线，包括三个肢体电极和一个右腿接地（右腿驱动）电极。电极获取的心电信号仅为毫伏级，所以导联线均用屏蔽线。 导联线的芯线和屏蔽线之间有分布电容存在（约100pF/m），为了减少电磁感应引起的干扰，屏蔽线可直接接地，但这样会降低输入阻抗。也可以采用屏蔽驱动，这样可减少共模误差和不降低输入阻抗。 (3)缓冲放大器 缓冲放大器保证心电放大器的高输入阻抗要求，起到阻抗变换作用。生物信号源本身是高内阻的微弱信号源，通过电极提取又呈现出不稳定的高内阻源性质。不稳定性将使放大器电压增益不稳定。放大器的输入阻抗应至少大于1MΩ。 (4)威尔逊电阻网络 威尔逊电阻网络是按照标准十二导联心电图定义组成的电阻网络。 (5)差动放大 差动放大是心电前置放大的主要部分，和缓冲放大器一起组成心电图前置放大。差动放大的作用是将幅度仅为毫伏级的微弱心电信号进行放大。同时必须有高抗干扰能力，即具有高共模抑制比。 (6)低通滤波器 心电信号的高频响应界限为100Hz，由100Hz低通滤波器完成。 (7)高通滤波器 心电信号的低频响应界限为0.05Hz，由0.05Hz高通滤波器完成。 (8)50Hz陷波器 50Hz陷波器用于加强滤除50Hz干扰。有的心电图机还设有40Hz低通滤波器用于滤除肌电干扰。
电气信息工程学院 毕业设计（论文）开题报告 课题名称：小波变换在图像编码中 的应用 专业：通信工程 姓名：王文双 班级学号：06-01-26 指导教师：张海一 二○一○年四月二日
三、完成本课题的工作进度计划 第一、二周：收集资料，做好知识准备。 第三、四周：开题报告。 第五周：进行设计方案论证。 第六—九周：小波理论、图像编码技术。 第十、十一周：计算机仿真。 第十二周：设计收尾工作和毕业设计答辩准备。 四、参考文献 [1] 丁艳，刘榴娣，郭宏. 小波变换在图像压缩中的应用研究[J]. 光学技术. 1999.(01) [2] 陶德元，何小海，李舒平，吴小强. 小波变换及其在图像处理中的应用[J]. 四川大学学报(自然科学版). 1994.(04) [3] 李华峰，丁绪星，钱焕延. 基于整数小波变换的图像压缩算法[J]. 计算机工程与设计. 2006.(11) [4]Mandelbrot,B,B.Self-affine FractalSets.Fractals in Physics[C].Amsterdam: North-Holland,1986: [5] Rioul,O. Regular wavelets: a discrete time approach[J].IEEETransactions on signal Processing,1993,41(12):3572-3579. [6] 韩玉坤. 数字图像压缩编码技术综述[J]. 潍坊学院学报. 2006.(04) [7] 刘洞波. 一种扩展的嵌入零树小波算法[J]. 现代计算机. 2006.(09) [8] 王相海，张福炎. 一种基于零树小波的图像比率可分级编码方法的研究[J]. 南京大学学报(自然科学版). 2002.(02) [9] 张旭东等编著. 图像编码基础和小波压缩技术[M]. 清华大学出版社 2004 [10] 徐佩霞，孙功宪编著. 小波分析与应用实例[M]. 中国科学技术大学出版社1996 [11] 张旭东等编著. 图像编码基础和小波压缩技术[M]. 清华大学出版社 2004 [12] 程正兴[著]. 小波分析算法与应用[M]. 西安交通大学出版社 1998
心电图机使用说明 1. 电源开关置于“OＮ”。 2． 电源开关置于“AC（交流），’，此时“LIN Ｅ"“TBＳＴ”“ＰA PER SＰEEＤ（２5mm／s）”“ＳEＮSIＴＩVITY（l）”“SＴOP”，晶体灯发出亮光。 ３． 调节基线控制旅钮应能改变描笔的位置,使之停在纪录纸中央附近。 ４. 按动“CHＥCK"键,此时“ＳTOp”灯灭,“CHEC Ｋ”灯亮。 5． 按动定标键“ｌmV”，使描笔随着定标键的按动而作相应的摆动. 6.
按“START”，此时“CHECK”灯灭,“ＳTAＲT”灯亮，记录纸按25mm/sec速度走动。 7。 继续按动定标键，在走动的纪录纸上可看到一清晰的定标方波,其振幅应是１0mｍ。 8. 按动“ＬＥADSＥＬECTOＲ"键，使之由“ＴEST”向“I”导“Ⅱ”联转换。 ９． 在心电图纸上得到一段清晰的纪录后，可继续按动“LEＡD SＥLEＣＴOＲ”键,使之由“I”导联向“Ⅱ”导联转换,以此类推，可重复上述操作,完成12个导联的心电图纪录。 1０．仪器使用完毕,切断电源，做好清洁工作.并做好仪器使用登记。 电图机是记录人体心电图的专用仪器，心电图机的有严格的国际标准,心电图机由专业厂家设计、制造。
人体心电图机种类繁多，从记录笔数分有单道心电图机和多道心电图机；从用途分有普通心电图机、心电监护仪和动态心电图机。有些心电图机带有示波屏，也称心电示波器. 人体心电图机也可用来记录动物的心电图,其记录的心电图质量一般优于普通记录仪。 （一)心电图机基本结构 心电图机基本结构包括: 1.记录纸盒装记录纸卷。 ２.笔位置控制旋调节记录笔基线。 ３．导联选择按钮或开关选择记录导联。 4。５０Hｚ滤波按钮或开关滤去50Hz干扰５.灵敏度按钮或开关选择记录灵敏度，灵敏度有1/2、１和2三档. 6．走纸速度按钮或开关走纸速度选择，走纸速度有25mm/min和５0mｍ／ｍin二档。 7．1mV定标按钮或开关用于灵敏度校正,按下1mV定标电压,记录幅度为1０mｍ。 ８．记录和停止按钮或开关控制记录,停止。
心电前置放大器设计 报 告 姓名 班级 学号
目录 1、心电介绍 2、心电干扰 2.1 肌电干扰 2.2 交流干扰 3、心电采集电路设计思路 3.1 第一级差动放大 3.2 第二级低通滤波 3.3 第三级功率放大 4、心电采集电路及其仿真结果 心电信号采集电路设计 摘要：通过三导联采集人体的心电信号，然后三级放大，得到可以在示波器上较清楚显示的心电图。其中三级放大为：第一级是CMRR很大的差动放大器，此处采用仪用放大器AD620；第二级是二阶有源低通滤波器，所设计的截止频率为120Hz；第三级是二级放大电路，前一级是放大倍数固定为10的电路，后一级是
放大倍数可调的放大电路。 一、心电介绍 心电信号是人类最早研究并应用于临床医学的生物电信号之一，与其他生物电信号相比，该信号也比较容易检测同时具有直观的规律性。一般人体心电信号的幅值约20μV~5mV，频带宽度为0.05Hz~100Hz，由于心电信号取自于活体，所以信号源内阻较高，且存在着较强的背景噪声和干扰。 在检测人体生物电信号时，需要采用所谓的生物电测量电极，又称引导电极来实现的，通过引导电极将生物电信号引入到放大器的输入端。对于心电信号的检测，临床上为了统一和便于比较所获得心电信号波形，对测定心电信号（ECG）的电极和引线与放大器的联接方式有严格的统一规定，称之为心电图的导联系统。此处我们采用三导联。 二、心电干扰 心电干扰分为两种，一种是肌电干扰，一种是交流干扰。肌电干扰一般是35HZ，交流干扰一般是50HZ。而心电信号的频率范围是在0.05-100HZ之间。所以肌电干扰和交流干扰极易混入心电信号，并被放大，需要对它们进行抑制处理，以保证心电图记录的质量。 2.1肌电干扰 肌电干扰是指由于人体肌肉颤动所引起的噪声信号。这种噪声信号是不规则的。肌电干扰信号的频率在10-3000Hz之间，电压从几十微伏到几毫伏之间。在做心电图检查时，一般常见35Hz肌电干扰信号。它产生的原因主要有以下几个方面： 1．病人精神过于紧张，引起肌电干扰；2．环境温度过低，病人发冷寒颤，引起肌电干扰；3．病人活动或病床不舒适，引起肌电干扰；4．心电图机电极绑带或电极夹过紧，引起肌电干扰。 2.2交流干扰 1、50Hz交流干扰通常是指来自外界以及心电图机自身的电源50Hz交流干扰信号。这种干扰信号是规则的。50Hz交流干扰通常分为以下几种：[1]交流磁场干扰；[2]泄漏电流干扰；[3]阻抗耦合干扰；[4]静电干扰；[5]地环路干扰；[6]仪器内部50Hz干扰等等。 2、交流磁场干扰是指在人体附近存在的电流电路与病人回路之间通过电磁耦合而产生的交流磁场干扰。如：照明设备、沿天花板和墙壁及地面排布的电源线等设备产生的干扰磁场穿过一定面积的输入加路时，产生感应电动势并与心电信号叠加，造成干扰。 3、泄漏电流干扰是指因绝缘强度下降产生的泄漏电流而引起的泄漏电流干扰。如：在梅雨季节时，电源线、墙壁、及病床等因湿度增加而使其绝缘强度下降，