六通道數據采集及處理系統的研制
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1 引言
本文引用地址：http://www.104case.com/article/171845.htm單片計算機應用系統在生物醫學微信號的采集及處理方面具有廣闊的應用前景。本文介紹我們根據實際需要研發的一款六通道數據采集及處理的單片計算機應用系統，共生產樣機兩臺，都投入了實際應用。該系統分別對六個來自傳感器的微弱電信號進行放大，經A/D轉換器轉換為數字信號，在PC機的控制下，用單片計算機對這些數據進行初步的處理，然后把這些數據傳送給PC機。通過選擇不同的傳感器，系統可用于各種生物醫學微信號的采集及處理，具有一定的通用性。
2 系統硬件電路的設計
圖1 系統組成方框圖
如圖1所示，系統由傳感器、微信號放大、A/D轉換、單片計算機接口、串行通信等部分組成。來自傳感器的微弱電信號經信號放大電路放大后送入A/D轉換器，此電信號經A/D轉換器轉換成數字信號后送入單片計算機進行初步的數字處理，并經串行通信接口傳送給PC機。同時，PC機的指令也可通過串行通信接口傳送給單片計算機。
現將系統各部分分別介紹如下：
2.1 微信號放大電路
微信號放大電路采用美國Burr-Brown公司生產的精密數據放大器INA118。該運放具有精度高、溫漂低的特點，其內部結構如圖2所示[1]。
INA118有八只腳，第1、8腳間外接一放大倍數控制電阻Rg，3、2腳分別為正、反向輸入端，7、4腳為+5V、-5V電源輸入端，6腳為輸出端，5腳為參考電壓端，一般與地相接。
圖2 INA118內部結構圖
A1、A2、Ra、Rb和Rg組成第一級放大電路，根據運算放大器的“虛短”特性，有VA=VIN-，VB=VIN+。所以流過Rg的電流為
A3、Rc、Rd、Re和Rf組成第二級放大電路，此級為一差分放大電路，由于Rc=Rd，Re=Rf，故其電壓放大倍數為[2]
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