人体表面肌电信号采集系统的研究
发布时间：2020-10-16 19:29
肌电信号的研究发展日益迅猛,成为康复工程各种技术实现的关键。表面肌电信号是一种根据肌肉活动在肌肉表面传递的生物电,里边蕴含了很多关于肌肉运动信息。本课题研究设计表面肌电信号采集系统,达到精准采集肌电信号的目的。 根据肌电信号的特点和采集系统特性的研究,通过软件仿真和噪声控制等措施设计了一种较好的肌电信号采集系统。研究内容和创新点如下: 1.肌电信号提取 利用表面电极提取肌电信号,并且通过利用INA128芯片及周边电路软件设计,以实现能够将微弱肌电信号顺利提取进采集系统; 2.肌电信号放大滤波电路的设计 肌电信号滤波电路是肌电信号采集系统的关键。根据肌电信号的幅频特性以及外界对肌电信号的影响,设计了较好的滤波电路,特别是设计了一种新型的50Hz工频电路,能够很好的解决工频噪声对肌电信号的影响; 3.真有效值电路设计 真有效值电路能够很好的将肌电信号波形进行整流滤波,方便肌电信号的观测,也实现日后单片机处理肌电信号; 4.肌电信号数据显示 为了更好采集到得肌电信号使其完整性、准确地显示于计算机,通过利用软件仿真的方式对系统的硬件电路进行验证,并通过利用Matlab软件最终将肌电信号在计算机上显示出来。 本文通过对肌电信号特点的研究和设计,实现了肌电信号的采集显示功能。并且依据设计方法可以推广到低频微弱信号在强电磁波噪声干扰下的采集。
【学位单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2010
【中图分类】：TH772
【部分图文】：
人体表面肌电信号采集系统的研究在肌电发放最强的肌腹部，以减少邻近肌肉的肌电干扰(串音)。采用较小的电极可提高选择增加电极与皮肤间的接触阻抗。因此，在放置电极时需要注意以下几点[30]：1.所用电极为三点式差动输入电极。其中，一个为参考地，另外两个为肌电的输入端，距离均相等。三点式差动输入电极差分放大机理如图 3.2 所示：2.表皮的处理：去掉表皮的角质层，用酒精擦拭干净，尽量减小电极之间的阻抗。3.差分放大器电极的导电介质边缘距离严格保持。4.电极的放置要顺着肌肉纤维的方向，放置在肌腹处，如图 3.3 所示。5.相应的电极导线要固定好，最好能用固定带进行固定。
人体表面肌电信号采集系统的研究在肌电发放最强的肌腹部，以减少邻近肌肉的肌电干扰(串音)。采用较小的电极可提高选择增加电极与皮肤间的接触阻抗。因此，在放置电极时需要注意以下几点[30]：1.所用电极为三点式差动输入电极。其中，一个为参考地，另外两个为肌电的输入端，距离均相等。三点式差动输入电极差分放大机理如图 3.2 所示：2.表皮的处理：去掉表皮的角质层，用酒精擦拭干净，尽量减小电极之间的阻抗。3.差分放大器电极的导电介质边缘距离严格保持。4.电极的放置要顺着肌肉纤维的方向，放置在肌腹处，如图 3.3 所示。5.相应的电极导线要固定好，最好能用固定带进行固定。
河北工业大学硕士学位论文号放大电路时，应着重考虑以下问题：益要高而且可变幅度约在 100～5000μV 之间，是一种极其微弱的信号，需将其放大到器的放大器倍数应设置在 100~1000 倍数之间。抑制比要大的采集易受 50Hz 工频电源及其它高频电噪声的干扰。但这些干扰信同相的信号――共模信号，共模信号的产生式由于信号源的地与放大起拾取并放大的结果，因此可利用高共模抑制比的放大电路对共模干阻抗要高于电极与皮肤的接触阻抗极之间的接触阻抗的可能变化范围是十分大的，例如在天气干燥地区此在诸如这种条件下，即使放大器的共模比性能十分优良，如果输入会造成较大的输出误差。因此必须提高放大器的输入阻抗。采集电极的自身特点以及周边噪声影响特性，设计的肌电信号采集放抗和共摸抑制比(CMRR)、低零漂、低失调、低功耗、尤其是低的 1差动三运放仪表放大器，以获得良好的综合性能。仪器（Texas Instruments）公司的 Burr-Brown 系列的仪表放大器 INA该芯片内部原理电路图如图 3.4 所示：
【引证文献】
本文编号：2843675
【学位单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2010
【中图分类】：TH772
【部分图文】：
人体表面肌电信号采集系统的研究在肌电发放最强的肌腹部，以减少邻近肌肉的肌电干扰(串音)。采用较小的电极可提高选择增加电极与皮肤间的接触阻抗。因此，在放置电极时需要注意以下几点[30]：1.所用电极为三点式差动输入电极。其中，一个为参考地，另外两个为肌电的输入端，距离均相等。三点式差动输入电极差分放大机理如图 3.2 所示：2.表皮的处理：去掉表皮的角质层，用酒精擦拭干净，尽量减小电极之间的阻抗。3.差分放大器电极的导电介质边缘距离严格保持。4.电极的放置要顺着肌肉纤维的方向，放置在肌腹处，如图 3.3 所示。5.相应的电极导线要固定好，最好能用固定带进行固定。
人体表面肌电信号采集系统的研究在肌电发放最强的肌腹部，以减少邻近肌肉的肌电干扰(串音)。采用较小的电极可提高选择增加电极与皮肤间的接触阻抗。因此，在放置电极时需要注意以下几点[30]：1.所用电极为三点式差动输入电极。其中，一个为参考地，另外两个为肌电的输入端，距离均相等。三点式差动输入电极差分放大机理如图 3.2 所示：2.表皮的处理：去掉表皮的角质层，用酒精擦拭干净，尽量减小电极之间的阻抗。3.差分放大器电极的导电介质边缘距离严格保持。4.电极的放置要顺着肌肉纤维的方向，放置在肌腹处，如图 3.3 所示。5.相应的电极导线要固定好，最好能用固定带进行固定。
河北工业大学硕士学位论文号放大电路时，应着重考虑以下问题：益要高而且可变幅度约在 100～5000μV 之间，是一种极其微弱的信号，需将其放大到器的放大器倍数应设置在 100~1000 倍数之间。抑制比要大的采集易受 50Hz 工频电源及其它高频电噪声的干扰。但这些干扰信同相的信号――共模信号，共模信号的产生式由于信号源的地与放大起拾取并放大的结果，因此可利用高共模抑制比的放大电路对共模干阻抗要高于电极与皮肤的接触阻抗极之间的接触阻抗的可能变化范围是十分大的，例如在天气干燥地区此在诸如这种条件下，即使放大器的共模比性能十分优良，如果输入会造成较大的输出误差。因此必须提高放大器的输入阻抗。采集电极的自身特点以及周边噪声影响特性，设计的肌电信号采集放抗和共摸抑制比(CMRR)、低零漂、低失调、低功耗、尤其是低的 1差动三运放仪表放大器，以获得良好的综合性能。仪器（Texas Instruments）公司的 Burr-Brown 系列的仪表放大器 INA该芯片内部原理电路图如图 3.4 所示：
【引证文献】
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本文编号：2843675
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