3004202315-1-贾朔 心电交流放大器测试报告

心电放大器（电池供电）电路测试报告心电放大器（电池供电）电路测试报告一、实验概述从心电放大器（电池供电）电路的最初设计、到答辩时按照李刚教授的指导所进行的修改，以及后续的焊接、检测，整个心电检测装置调试为期一个多月。

在这一个多月中，自己从最初仅仅对电路的大致理解，到对电路的分模块分析，明白其原理，最到到用实验验证理论，从实践中检验自己的所学。

由于自己单片机的知识相对薄弱，没能采用单片机进行信号的精确处理。

因此在整个心电放大器设计中，以硬件电路为主，尽可能的采用一些方法减小噪声，以生成比较完美的心电图。

二、实验电路实验伊始，先按照最初的设计来进行电路的连接。

连接完测试时，发现一个比较重要的问题——噪声过大。

基于整体电路的设计没有问题，对部分电路进行了改动，以减少噪声的干扰，尤其是工频干扰的影响。

所采取改良的措施：1、将前置放大电路中的四个OP07改用为OPA4251。

OPA4251相比于OP07有如下的优点：1）集成性好2）低功耗（Iq=25μA）3）轨到轨rail-to-rail能够增加动态范围、抑制非线性失真、支持低电压4）高共模抑制比（124dB）2、尽量减少至于电路上方的电路线，防止其产生电场干扰。

并且通过焊接线将各个芯片的正负地等等引脚相连、3、将芯片的正负电源同地之间分别加电容，起到耦合作用。

加入耦合电容之后，能够有效地抑制电磁干扰信号的传入，对容易受干扰的器件或电路加以屏蔽。

4、更换前置电路的相关参数，改变放大倍数。

第一级的放大倍数由原先的4倍改变到7倍。

增大此倍数的原因是能够在第一级就可以将提取的的信号放大，不至于因为放大太小而导致在随后的电路中信号衰减过多。

第二级放大倍数由原先的26倍改变到15倍左右，使得整个前置的放大倍数能够在100倍左右。

5、将低通改在后级放大之后，进而能够有效的滤除高频噪声的干扰。

经过实际检测相比于低通在陷波、低通之前，产生的波形的噪声更小。

6、将能够使电源取反的芯片由TI7660换成ltc660，使整个负端的电压输出电流的能力增强。

中南民族大学——生物医学工程学院暑期培训——心电图仪实验报告暑期培训——心电放大仪实验报告小组信息：组长：岳之恒组员：刘冶李春雨设计背景心脏是人体血液循环的动力装置。

正是由于心脏自动不断地进行有节奏的收缩和舒张活动，才使得血液在封闭的循环系统中不停地流动，使生命得以维持。

心脏在搏动前后，心肌发生激动。

在激动过程中，会产生微弱的生物电流。

这样，心脏的每一个心动周期均伴随着生物电变化。

这种生物电变化可传达到身体表面的各个部位。

由于身体各部分组织不同，距心脏的距离不同，心电信号在身体不同的部位所表现出的电位也不同。

对正常心脏来说，这种生物电变化的方向、频率、强度是有规律的。

若通过电极将体表不同部位的电信号检测出来，再用放大器加以放大，并用记录器描记下来，就可得到心电图形。

医生根据所记录的心电图波形的形态、波幅大小以及各波之间的相对时间关系，再与正常心电图相比较，便能诊断出心脏疾病。

诸如心电节律不齐、心肌梗塞、期前收缩、高血压、心脏异位搏动等。

心电放大仪就是用来测量心脏活动时所产生的生理电信号的仪器。

设计功能：设计制作一台简易心电图仪，用于测量人体心电信号，并在示波器上显示技术指标：（a）电压放大倍数为1000倍，误差为±5%（b）-3dB低频截止频率为0.05HZ（可不侧，有心电信号放大器的电路设计予以保证）（c）-3dB高频截止频率为100HZ，误差为±10HZ，在200HZ处的衰减≥10Db（d）通带内响应波动≤3dB（不允许嵌入50HZ陷波电路）（e）共模抑制比≥60dB（必须带有1.5m长的屏蔽导连线测量）（f）参模输入电阻≥5MΩ（可不测，由电路设计予以保证）各个模块的方案选择及原理和计算：仪表放大器：因为人的皮肤的电阻大而且共模信号多，因此输入使用仪表放大器，前面的两个跟随器可以增大输入内阻和做到上下结构的对称可以有效的消除共模信号，后面一个运放对信号进行放大，放大倍数为两倍。

交流心电放大器设计报告一、设计心电放大器，要求如下：1、输入阻抗≥10MΩ。

2、共模抑制比≥80dB。

3、放大倍数为1000倍。

4、频带宽度为0.05Hz~100Hz。

5、放大器的要求轨到轨，低功耗，低噪声。

二、整体组成模块：三、具体各模块设计：1、电源：由于采用220V交流供电，必须设计电压转换部分以保证稳定的为放大器以及各个芯片供电，220V电压接变压器变压后，经桥式整流电路整流，再经电容C1、C2滤波、电路滤波，最后用三端稳压电路稳压，即可得到所需电压。

电路中接入C3用来实现频率补偿，防治自激振荡，减小高频噪声和改善负载的瞬态响应，C4用来较小有输入电压引入的低频干扰。

2、DC/DC电路：主要的目的是进行电压的变换及隔离因为直流不能直接通过变压器升、降压，所以先将直流通过开关电路变成交流，频率一般是几百K，这时的交流波形没有交流电正弦波那样好。

变成交流后通过变压器进行变压，输出的交流通过整流、滤波、稳压等电路变回直流。

这里采用TI公司的DCP010505DBP芯片电路图如下：输出之后的电压还需要经过7805和7905进行稳压。

这里的电容皆采用0.47uF。

3、前置放大电路：分为四部分：（1）差动放大：如果将保护电阻直接接入后面的时间常数电路，其输入阻抗将大为减小，减低了心电图机的性能，若加入差动发大器，其差模输入阻抗为2Ri＋，共模输入阻抗为Ri＋/2，增加了输入电阻，进一步抑制了电极噪声与50Hz干扰，提高了共模抑制比。

考虑到前级存在极化电压，最大为300mV ，此极放大增益不宜过高，大约定在6倍左右，选取R2=R3=24K Ω，R1＝10K Ω，其增益为=5.8。

（2） 时间常数电路：由于电极和电介质或体液接触，在金属界面上总会产生极化电压，其最大值可能为300mV ，这部分电路的主要功能就是滤出极化电压以及其余低频干扰，这部分选取高通滤波器，截至频率为0.05Hz ，根据f ＝RC 21，取R6=R7=4.3M Ω,得C1=C2=1uF ,从前极电阻中间引入驱动，避免了因电器元件不匹配使共模信号转化为差模信号而不易滤除的影响。

心电放大器（交流供电）设计报告
3004202336-1-张路遥
技术指标：
输入阻抗>1MΩ
输入端短路噪声电压峰-峰值（P-P）<=10uV
CMRR>=60db
电压增益：>=1000倍
50HZ干扰抑制滤波器：>=20dB
带宽：0.05HZ~40HZ（以10HZ为基准，+0.4dB,-3.0dB）
前言：
在当今社会中,心脏病等心血管已经成为了世界范围内常见的疾病,号称“头号杀手”。

由于心脏病有突发性以及长久性，对心脏病人也需要长期的治疗和监护。

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。

锁相放大器实验报告【摘要】?随着科学技术的发展，微弱信号的检测越来越重要。

微弱信号检测是利用电子学、信息论、物理学和电子计算机的综合技术。

它是在认识噪声与信号的物理特性和相关性的基础上，把被噪声淹没的有用信号提取出来的一门新兴技术学科。

锁相放大器就是检测淹没在噪声中微弱信号的仪器。

它可用于测量交流信号的幅度和位相，有极强的抑制干扰和噪声的能力，极高的灵敏度，可检测毫微伏量级的微弱信号。

锁相放大器可以理解为用噪声频带压缩的方法，将微弱信号从噪声中提取出来。

本实验通过测量锁相放大器的工作参数和特性，掌握相关检测原理以及锁相放大器的正确使用方法。

【关键词】锁相放大器；微弱信号放大；PSD输出波形；谐波响应一实验原理1.1 噪声在物理学的许多测量中，常常遇到极微弱的信号。

这类信号检测的最终极限将取决于测量设备的噪声，这里所说的噪声是指干扰被测信号的随机涨落的电压或电流。

噪声的来源非常广泛复杂，有的来自测量时的周围环境，如50Hz市电的干扰，空间的各种电磁波，有的存在于测量仪器内部。

在电子设备中主要有三类噪声：热噪声、散粒噪声和1／f噪声，这些噪声都是由元器件内部电子运动的涨落现象引起的。

从理论上讲涨落现象永远存在，因此只能设法减少这些噪声，而不能完全消除。

1.2 相干检测及相敏检波器微弱信号检测的基础是被测信号在时间上具有前后相关性的特点。

相关反映了两个函数有一定的关系，如果两个函数的乘积对时间的积分不为零，则表明这两个函数相关。

相关按概念分为自相关和互相关，微弱信号检测中一般都采用抗干扰能力强的互相关检测。

设信号f1(t)为被检信号V s(t)和噪声V n(t)的叠加，f2(t)为与被检信号同步的参考信号V r(t)，二者的相关函数为：由于噪声V n(?)和参考信号V r(?)不相关，故R nr(?)=0，所以R12(?)=R sr(?)。

锁相放大器通过直接实现计算相关函数来实现从噪声中检测到被淹没信号。

测试报告单元电路特性测试1) 前置放大电路前置放大电路✧ 差模增益将RA 、RL 端接地，LA 端输入16mV/20Hz 正弦信号。

用示波器观察输出波形并记录幅值（以不失真为准）。

测得V od ＝4.01V,A V 前＝od i V V ＝4.01250.616m VV = 增益误差＝250.6252252-⨯100％＝0.56％✧ 共模增益将三个输入端公同接2V/20Hz 的正弦信号。

用示波器观察输出波形并记录V oC 的幅值，计算共模增益。

测得V od ＝16.8mV,A C 前＝OC i 16.8m 0.00842V VV V== ✧ 计算共模抑制比：CMRR=250.6(d )20lg 89.5d 0.0084V A B B A =前C 前＝ ✧ 幅频特性高通滤波网络部分截止频率为0.024Hz ，而信号发生源输出信号频率≥1Hz ，故无法检测高通截止频率。

2) 低通滤波部分低通滤波部分电路以输入信号20Hz时1V输出电压的幅值为标准，从小到达调节输入信号频率，当输入信号下降到标准输出的0.707倍时，为截止频率f0。

继续调节输入信号频率，观察输出电压变化并记录。

记录数据如下：f/Hz 输出幅值/V20 1.0085 0.84100 0.70120 0.41150 0.25180 0.15200 0.11根据记录数据绘制幅频特性如下：3)50Hz陷波器改变输入信号的频率，用示波器观察输出信号的变化并记录幅值如下：f/Hz 输出幅值/V20.00 1.0047.64 0.7149.51 0.1450.02 0.0750.52 0.1652.52 0.7260.12 0.95根据测量数据可绘制出幅频特性如下：50Hz处衰减23.1dB阻带宽度＝52.52-47.64＝4.88Hz4)后级放大部分后级放大电路输入1V正弦信号，用示波器观察输出波形并记录幅值（以不失真为准）。

测得V O＝5.05V 高通截止频率（0.05Hz）无法测试，低通0.707截止频率为454 Hz。

肌电放大器设计报告3004202319―１―李婷婷一、概述肌电信号是肌肉收缩时产生的动作电位信号,对它进行测量就可诊断肌肉神经和运动器官的疾病.现在已经明确,肌电信号的振幅在50μV～2mV之间变动,有效频率在10～1000Hz之间,其中主要集中在10～500Hz.有用的信号是电磁噪音水平以上的部分.当检测和记录肌电信号时,主要有两项参数影响信号的可靠性.第一是信噪比,即肌电信号的能力与噪音信号的能量之比,第二是信号的失真.人体皮肤表面的肌电信号很微弱，容易受到其他信号的干扰。

因此需要滤波器的输入信号进行滤波和放大才能得到有效且可识别的信号。

肌电信号的测量大都采用体表电极进行,电极与皮肤之间的接触阻抗的变化会对肌电图造成干扰,为减少这种干扰,要求放大器的输入阻抗足够高.采用杯状电极并对皮肤进行脱脂处理时，皮肤电极阻抗可控制在100KΩ以下，若需将干扰控制在1%下，则放大器的输入阻抗至少应该百倍于皮肤电极阻抗，通常输入阻抗都超过100MΩ。

肌电信号的幅值应该放大到V的级别，因此放大器的总放大倍数应该在1000～10000倍之间。

本设计的前置放大器的放大倍数为500，光电耦合放大2倍，后级放大器的放大倍数设计为2，总放大倍数为2000。

本设计的高通滤波器的截止频率设为10Hz，低通滤波器的截止频率设为500Hz。

此外，50Hz的工频信号也是一个重要的干扰源，它的频率恰好在表面肌电信号能量集中的频率段，且幅度比表面肌电信号大1-3个数量级，因此必须除去。

二、系统框图图1 系统框图前置放大器的放大倍数为1000倍，后级放大器的放大倍数为2倍，整体电路的放大倍数为2000倍，经过两次滤波后通带在10～500Hz之间。

三. 单元电路1. 前置放大器电路图如图2 二级放大采用AD620，其主要参数与管脚图如图3图2 前置放大器图3 AD620管脚图整个前置放大器的电路参数如下：（1） 增益前置放大电路的增益主要由两部分组成，第一部分是差分放大电路，第二部分是仪用放大器。

目录摘要 (1)Abstract (2)1. 设计准备 (3)1.1 引言 (3)1.2 Multisim简单介绍 (3)2. 测量放大器原理图设计 (5)2.1 设计任务及要求 (5)2.2 设计原理 (5)2.3 设计方案及实现 (7)2.3.1 方案1及电路图 (7)2.3.2 方案2及电路图 (8)2.3.3 方案3及电路图 (9)2.3.4 方案4及电路图 (9)2.4 比较后选择的方案及合适器件 (13)2.5 部分功能电路 (10)3. 电路的仿真、测量波形及实物图 (13)3.1 电路的仿真 (13)3.2 测量波形 (15)3.2.1输入差模信号 (19)3.2.1输入共模信号 (20)3.3 实物图和调试波形图 (20)3.3.1实物图 (20)3.3.1调试波形图 (21)4. 设计过程的问题和解决办法........................................................................ . (19)4.1 元器件的选择............................................................................................... .194.2 实验发现的问题和解决方法....................................................................... .195. 元器件清单............................................................................................................ .216. 小结........................................................................................................................ .227. 参考文献................................................................................................................ .23摘要测量放大器又称为数据放大器或仪表放大器，常用于热电偶，应变电桥.流量计，生物电测量以及其他有较大共模干扰的支流缓变微弱信号的检测。

A6 ：潘美方、于溪、石汶奇锁定放大器的设计（C题）摘要本系统是基于锁定放大器的微弱信号检测装置，用来检测在强噪声的影响下微弱正弦波的幅值。

本系统由纯电阻分压网络、加法器、交流放大器、带通滤波器、滞回比较器、相敏检波器、低通滤波器和直流放大电路组成。

本系统是以相敏检波器为核心，参考信号经过移相后，通过滞回比较器触发整形产生方波。

移相电路用于调整方波与正弦波相位一致性，开关乘法器CD4053在方波的驱动下对正弦波进行全波整流，最后通过低通滤波器和直流放大器检测出微弱信号，并通过MCU采样，在液晶屏上显示微弱信号的幅度。

经最终的测试，系统能较好的完成微弱信号的检测。

AbstractThis system is a device for weak signal detection based on Lock-in amplifier,which can be used to detect the weak amplitude sine wave under the influence of strong noise.The system consists of a purely resistive divider network,adders,AC amplifier,a bandpass filter,hysteresis comparator,phrase sensitive detector,a low-pass filter and a DC amplifier circuit.The phrase shifter is for adjusting the phase of the square wave and sine wave consistency,with switch multiplier CD4053 driving under the square wave full-wave rectified sine wave.Finally, after go through the low-pass filter and a DC amplifier,we detect the weak signal with sampling by MCU, and display the amplitude of the weak signal on the LCD screen.After the final test, the system can complete the detection of weak signals well.1 系统方案1.1 方案比较与选择1.1.1 触发整形电路方案一：采用单限比较器。

南昌大学实验报告学生姓名：段博学号：6100212256 班级：电气I类126实验类型：□验证□综合■设计□创新实验日期：2013/12/28 实验成绩：实验一：仪器放大器设计与仿真一．实验目的1．掌握仪器放大器的设计方法2．理解仪器放大器对共模信号的抑制能力3．熟悉仪器放大器的调试方法4．掌握虚拟仪器库中关于测试模拟电路仪器的使用方法，如示波器、毫伏表信号发生器等虚拟仪器的使用二．实验原理仪器放大器是用来放大差值信号的高精度放大器，它具有很大的共模抑制比，极高的输入电阻，且其增益能在大范围内可调。

仪器放大器原理图如下所示：仪器放大器由三个集成运放构成。

其中，U3构成减法电路，即差值放大器，U1、U2各对其相应的信号源组成对称的同相放大器，且R1=R2，R3=R5，R4=R6。

令R1=R2=R时，则V o2—V o1=（1+2R/Rg）（Vi2—Vi1）U3是标准加权减法器，V o1、V o2是其输入信号，其相应输出电压V o=—（R6/R5）V o2+R4/（R3+R4）V o1（1+R6/R5）由于R3=R5=R4=R6=R，因而V o=V o1—V o2=（1+2R/Rg）（Vi1—Vi2）仪器放大器的差值电压增益Avf=V o/（Vi1—Vi2）=1+2R/Rg因此改变电阻的值可以改变仪器放大器的差值电压增益，此仪器放大器的增益是正的。

三．实验内容1．按照上述原理图构成仪器放大器，具体指标为：（1）当输入信号Ui＝2sinwt(mV)时，输出电压信号Uo＝0.4sinwt(mV)，Avf=200，f=1kHz（2）输入阻抗要求Ri>1MΩ2．用虚拟仪器库中关于测试模拟电路仪器，按设计指标进行调试。

3．记录数据并进行整理分析四．实验步骤按下图连好电路，并设置函数信号发生器，输出正弦，频率为1kHz，幅度为2mV；用示波器观察波形变化其中Avf=1+2R/Rg≈200，输入的为差模信号2mV符合实验要求五．实验结果如图示波器CH1、CH2、CH3分别是Vi1、Vi2、V o，由图可知输出V o=0.4sinwt （V），且和Vi1同相六．实验心得体会从这次实验中我学会了multisim的基本操作方法，理解了仪器放大器的原理，而且通过仿真实验更加熟悉了一些常见电路元件的功能。

脑电交流放大器设计报告生物医学工程一班王秋殷 3004202331（一）设计目的及意义：脑电信号的幅度范围为10～100微伏，频率在0.5～30Hz之间，属于差模信号脑电图的波形并不是规则的。

将EEG从时域和振幅上加以区分则可分为以下几种基本规律1.δ波:频率为0.5Hz-4Hz，成人在清醒的情况下很少见δ波，它一般在睡眠时出现，但在深度麻醉、缺氧或大脑有器质性病变时也可出现。

2. θ波:频率为4-7Hz，在困倦时一般是可见的，它的出现是中枢神经抑制状态的表现。

另外，许多脑疾病患者，都可找到θ波。

3. α波:频率为8-13Hz，在枕叶及顶叶后部记录到的α波最为显著。

α波在清醒安静闭目养神时即出现，波幅是由小到大，又由大到小的缩型模式。

睁眼、思考问题时或接受其他刺激时，“波消失，而出现其它快波”，这一现象称为波的阻断。

当受测者重新安静闭目时，α波又会重新出现。

4. β波:频率为14-30 Hz,振幅低于安静闭目时，主要集中在额叶出现。

如果被测者睁眼视物，听到突然的声音或进行思考时，皮层的其他部位也会出现β波。

所以β波的出现一般代表了大脑皮层的兴奋。

随着年龄的增长β节律会逐渐的增多，但到了老年又会减少。

5. γ:频率为35Hz以上，该波的出现代表了大脑皮层的高度兴奋。

在以上各波中，δ和α波称为漫波，β和γ波称为快波。

依年龄不同其基本波的频率也不同，如三岁以下小儿以δ波为主，三到六岁以α波为主，随年龄增长，α波逐渐增多，到成年人时以α波为主，但年龄之间无明确的严格界限，如有的儿童四，五岁枕部α波己很明显。

正常成年人在清醒、安静、闭眼时，脑波的基本节律是枕部α波为主，其他部位则是以α波间有少量慢波为主。

判断脑波是否正常，主要是根据其年龄，对脑波的频率、波幅、两侧的对称性以及慢波的数量、部位、出现方式及有无病理波等进行分析。

脑电图的波形随生理的情况变化而变化，一般来说，当脑电图由高振幅的慢波变为低振幅的快波，兴奋过程加强;反之，当脑电图由低振幅的慢波变为高振幅的慢波时，则意味着抑制过程的进一步的加剧，通常频率慢的波振幅比较大，而频率小的波则振幅比较小，而且其频率随年龄的增加而增加，幅度随着年龄的增加而减小。

信号放大器实验报告信号放大器实验报告引言：在现代科技的发展中，信号放大器扮演着至关重要的角色。

无论是在通信领域、医疗设备还是音频设备中，信号放大器都是不可或缺的组成部分。

本实验旨在通过实际操作和数据分析，探究信号放大器的原理和性能。

一、实验目的本实验的主要目的是通过搭建信号放大器电路，了解其基本原理，并通过实际测量和数据分析，掌握信号放大器的性能参数。

二、实验原理信号放大器是一种能够放大输入信号幅度的电路。

在本实验中，我们将使用一个基本的放大器电路，即共射极放大器电路。

该电路由一个NPN型晶体管、耦合电容和负载电阻组成。

输入信号经过耦合电容输入到基极，晶体管将信号放大后输出到负载电阻上。

三、实验步骤1. 搭建信号放大器电路：按照实验指导书提供的电路图，依次连接晶体管、耦合电容和负载电阻。

2. 测量输入输出电压：使用万用表分别测量输入电压Vin和输出电压Vout，并记录数据。

3. 计算电压增益：根据测量数据，计算电压增益Av，即输出电压与输入电压的比值。

4. 测量频率响应：通过改变输入信号的频率，测量不同频率下的输出电压，并绘制频率响应曲线。

5. 计算功率增益：根据测量数据，计算功率增益Ap，即输出功率与输入功率的比值。

四、实验结果与分析1. 输入输出电压测量结果：根据测量数据计算得到的电压增益为Av=Vout/Vin。

2. 频率响应曲线：根据测量数据绘制得到的频率响应曲线，可以看出信号放大器在不同频率下的放大效果。

3. 功率增益计算结果：根据测量数据计算得到的功率增益为Ap=Pout/Pin。

五、实验总结通过本次实验，我们对信号放大器的原理和性能有了更深入的了解。

在实际应用中，信号放大器可以根据不同的需求进行调整，以获得最佳的放大效果。

同时，我们也学会了如何通过实际测量和数据分析，对信号放大器的性能进行评估和优化。

六、实验改进与展望本实验中使用的是基本的共射极放大器电路，未涉及到更复杂的放大器电路。