1. 研究目的与意义
自从加伐尼于1971年在意大利发现了“生物电”之后,随着电子电路集成芯片的高速发展。用这些高精密的器件制作的测量仪器更加精密化。有了这些条件我们而对“生物电”的了解也日趋深入,目前,已经应用于生活中的就是医疗,医生通过对健康人和患者进行生物电检测对比、分析。就直接能够确诊、估计病情进程情况,非常实用。
因为人体的特殊性,在医疗检测实验研究中,医生通常要对患者体内的生物电性能进行测试,通过生物电图来了解确认患者的疾病情况.通过和常人的生物电信号图逐步对比,以此来判断人体中是否具有疾病。生物体的特殊性要求我们设计的设备能够检测的信号非常小。由于串联电路中电流处处相等的原理,用输出电压信号来表示微弱的电流信号,这个电压同样也时非常小的,所以就必须进行电压放大,在保证无失真无损的前提下通多多级放大电路进行分析。
在某些生理测量中,被测信号往往非常微弱,所以电子器件的自身噪声也成为测量的大障碍。噪声是普遍存在的随机信号,我们一般会使用平均法来削除部分噪声,但是解决不了根本性问题,选择好低噪声器件才是设计前置放大电路所必须的条件。例如:热噪声低的电阻,散粒噪声低的有源电子器件。低频噪声低的晶体管和尽量避免材料不同的接触噪声。
2. 研究内容和预期目标
1971年意大利科学家加伐尼发现了“生物电”之后,随着电测量仪器的精密化而对“生物电”的了解也日趋深入,目前,对健康人和患者进行生物电检测,已经成为发现、诊断和估量疾病进程的重要手段.本课题是针对人体健康检测的使用需求,设计一种能够将微弱电信号过放大成便于adc器件采集的电压信号,并针对不同的检测项目,对输入的不同范围的微弱小电信号为放大到相同电压幅度。 具体内容包括:
1. 根据设计要求设计电流-电压转换电路、初级放大电路、后级放大电路。
2. 设计噪声消除电路。
3. 研究的方法与步骤
根据毕业设计要求,要设计一种能够将微弱电信号过放大成便于ADC器件采集的电压信号,并针对不同的检测项目,对输入的不同范围的微弱小电信号为放大到相同电压幅度。对于这类生物电流的测量研究设计,我们就必须设计出能够自动根据比较器的基准电压调节输出的系统模块,这个系统还应该支持远程控制,各方面综合性能高,稳定性好的特点才能满足需求。我们可以利用三态锁相放大器的频率特点来进行研究,根据它的频谱图显示其中心频率小、具有通频带窄、质量指针和质量因子高等的优点。由于各种生物体在低电压下都具有较大的阻抗,在这个条件下就会使得产生的电流非常不明显。而对这类信号处理普遍使用转换电路.让测得的生物电流过电阻转换成电压后,再来表示这个信号。同时需要去除掉电源电路带来的工频信号,使电信号变得稳定,这样就可以直接送入放大电路进行分析研究了。
4. 参考文献
[1]康华光主编. 电子技术基础.模拟部分.第五版.北京:高等教育出版社,2005
[2]谢嘉奎主编. 电子线路.线性部分.第四版.北京:高等教育出版社,1999
[3]王远主编. 模拟电子技术.第二版.北京:机械工业出版社,1994
5. 计划与进度安排
1月3日~1月15日 选择毕业设计课题,了解课题内容及相关技术要求。
1月16日~3月6日 选择设计课题,按任务书要求撰写开题报告。
3月7日~3月30日 课题调研、收集、查阅和学习科技文献资料,掌握与设计课题相关的电子电路理论基础及相关软件的学习和研究。
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