便携式无线脑-机接口硬件设计

发布时间：2021-10-10 11:54

　　脑-机接口是一种不依赖于脑的正常输出通路（即:外周神经和肌肉）的脑-机（计算机或其他装置）通讯系统。这项技术在脑科学研究、神经弥补、功能康复、航天、游戏玩具业等方面有着广泛的应用前景和很大的经济潜力。针对目前脑-机接口设备体积大、价格昂贵的缺点,本文提出了一种便携式无线脑电采集装置,以便脑-机接口的应用普及。主要研究内容为:本文首先回顾了脑-机接口的的发展历史和研究现状,并在深入分析脑电信号特点的基础上,提出了系统整体设计方案。该信号采集系统的方案包括前置放大,高通滤波,去除50Hz工频干扰,40Hz低通滤波,电平迁移以及后级放大。使用A/D转换电路,转化为数字信号。经过电压转换,然后通过蓝牙无线模块实现与上位机的无线通信;上位机程序主要通过Labview编写完成,可以实现数据的显示存储以及对下位机的控制。本课题完成了整个系统的制作,并进行了脑-机接口的初步实验。通过对整个系统的测试,本系统能够持续的采集脑电信号,经过试验对比表明,系统采集到的信号噪声较低,能够获得清晰稳定的脑电波。因此本系统能够很好的应用到脑-机接口中,它不仅体积较小、便于携带,而且还具有低功耗、无线收发的特点。 

【文章来源】：中南民族大学湖北省

【文章页数】：45 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

模拟电路系统框图

图 3.2 差动放大电路最新的前置放大芯片 INA114，它具有很高的共模抑密，在已知的运放芯片中性能优秀，稳定性高实用运放的结构原理，如图 3.3 所示：

8图 3.3 INA114 内部结构图INA114 是一款性价比高、精度高、通用性强的运算放大器。它采用三运放设，对称性高，具有很低的线性温漂，体积小应用范围较广。INA114 最低的供电以为±2．25V，可以采用干电池供电，既符合低碳的要求而且满足脑电采集系的安全标准[20]。该芯片为 8 脚的标准芯片，耐温范围为-40℃到+80℃。在芯片的 1 脚和 8 脚可以接外部电阻，根据增益的要求而选择不同的阻值。计算公式如下：gRKGΩ=+501 (3.1)作为采集系统的前置放大端，主要目的是抑制共模干扰、保护电路安全、抑

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3428331