多通道表面肌电信号同步采样与处理研究

发布时间：2022-02-15 18:37

　　在康复机器人的人机交互系统中,表面肌电信号（sEMG）发挥着重要作用。针对采集单通道的肌电信号已经不能满足获取更多信息量的需求,该文设计一个8通道的肌电信号同步采集系统。该系统包括表面电极贴片、仪表放大器、带通滤波与二级放大、50 Hz陷波器、同步采集ADC和无线蓝牙模块等部分。通过测试实验,该采集系统很好地采集了人体的表面肌电信号,有效去除了共模噪声和50 Hz的工频干扰。获取的同步肌电信号可以进一步用于人机交互系统的模式识别研究。 

【文章来源】：现代电子技术. 2020,43(04)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

8通道肌电信号同步采集系统框图

在实际的测量系统中，大多数放大器处理的是传感器输出的信号，而传感器产生的信号一般比较微弱，传感器的等效电阻也不是常量，从传感器来的信号常为差模小信号且含有较大的共模成分。为了放大这种信号，要求放大器除具有足够的放大倍数外，还要有较高的输入电阻和共模抑制比。仪表放大器就可以满足这样的设计要求。仪表放大器能够去除共模信号，同时又将差分信号放大。一级仪表放大电路如图2所示。仪表放大器AD623的增益由接在芯片1脚和8脚之间的电阻Rg阻值大小决定。输入与输出关系如式（1）所示。信号采集电路采用二级放大设计，第一级是仪表放大器主要用于抑制微弱肌电中共模干扰，设计放大倍数为4，则电阻Rg阻值为33 kΩ。

一阶低通有源滤波器的过渡带太宽，对数幅频特性的最大衰减斜率仅为-20 dB/十倍频。增加RC环节可以加大衰减斜率。二阶低通有源滤波器的衰减斜率达到-40 dB/十倍频。把第一级RC电路的电容不接地而改接到输出端，就构成了压控电压源二阶低通有源滤波器，如图3所示。压控电压源二阶低通有源滤波器的通带放大倍数和通带截止频率f0都和一阶低通有源滤波电路相同。当Q=1,f=f0时，即可保证通频带的增益，而高频段幅频特性又能很快衰减，同时还避免了在f=f0处幅频特性产生一个较大的凸峰，因此滤波效果较好。


本文编号：3627122