一种有线音频传输的无电池ECG监测系统

发布时间：2024-05-31 01:46

　　随着社会的发展以及人口老龄化趋势进一步加快,人们对健康和医疗的需求也逐渐提升,微型化、便携化、智能化成为新型医疗电子设备的发展方向。3.5mm耳机线接口是一种低成本,通用性强的信号传输途径,适用于便携式医疗设备。本文采用耳机接口传输信号,提出一种有线音频传输的无电池ECG监测芯片及智能系统。本文提出的系统利用3.5mm有线耳机中的麦克风通道传输ECG信号,左右声道分别为系统提供精准稳定的电源电压和本振信号。本文提出的系统利用智能终端内部的高精度音频ADC对传输的ECG信号进行采样,并通过终端软件实现信号的分析和处理。由于充分利用了智能终端内部的元器件,提出的系统不需要重复设计高精度的ADC、DSP和无线收发机等模块,同时也不需要外接电池和时钟信号,具有体积小,结构简单,方便携带的优点。前端芯片将声道输出的正弦信号转换为电源电压(直流)和本振信号(方波),并且实现ECG信号的调制与放大。提出的芯片采用SMIC 0.18μm标准CMOS工艺实现,芯片面积为1.72×1.59mm2。根据音频传输的特点,本文提出了一种斩波/AM复用混频放大器,将斩波与AM调制相结合,同时实现本振信号的复用。混...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状以及发展趋势
    1.3 论文的主要内容和章节安排
第二章 生物信号及耳机接口特征
    2.1 生物信号采集
        2.1.1 生物信号特征
        2.1.2 生物信号采集的噪声干扰源
        2.1.3 ECG信号采集系统简介
    2.2 耳机接口特征
        2.2.1 3.5mm耳机接口标准
        2.2.2 麦克风接口电路原理
第三章 ECG信号采集与音频传输系统整体方案
    3.1 ECG信号采集与音频传输方案
    3.2 AM调制与斩波技术结合方案
        3.2.1 AM调制方案
        3.2.2 AM调制结合斩波技术整体方案
        3.2.3 斩波/AM复用原理分析
    3.3 能量获取原理
    3.4 智能终端信号处理
第四章 ECG信号采集前端芯片及电路
    4.1 混频放大器
        4.1.1 混频放大器结构框图
        4.1.2 低噪声前置放大器
        4.1.3 低噪声特性
        4.1.4 伪电阻的改进方案
        4.1.5 直流失调消除环路
        4.1.6 输入阻抗提升技术
        4.1.7 自动增益控制放大器
        4.1.8 带通滤波器
        4.1.9 输出缓冲器及接口电路
    4.2 能量获取电路
        4.2.1 整流器
        4.2.2 衬底选择电路
        4.2.3 源极输入比较器
        4.2.4 低压差线性稳压器
    4.3 本振信号产生电路
第五章 系统功能验证
    5.1 XDMA18ZY芯片介绍
    5.2 前置放大器仿真与测试
        5.2.1 前置放大器交流特性
        5.2.2 直流偏置伪电阻
        5.2.3 直流失调校准功能验证
        5.2.4 前置放大器的噪声性能与谐波抑制能力
    5.3 带通滤波器仿真与测试
    5.4 混频放大器输出端信号测试
    5.5 智能终端信号采集与处理
        5.5.1 智能手机音频信号采集
        5.5.2 PC端音频信号采集与处理
    5.6 左/右声道输出信号测试
        5.6.1 智能终端声道输出信号的实现
        5.6.2 能量获取电路测试
        5.6.3 本振信号产生电路测试
    5.7 性能对比
第六章 总结与展望
附录A
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3984965