生物神經電極放大器系統的設計與實現
(3)在負載電阻恒定的情況下,改變電壓/電流轉換電路中的可變電阻值,發現輸出波形的峰值隨之改變,由于在可變電阻之前,為限流接入了一個1k Ω的電阻,所以測定得輸出的最大電流值約為4.6mA,而最小值約為0.04mA,所以設計要求中的輸出電流值的選擇功能可由此可變電阻實現,同時其調整范圍則可由限流電阻、限流電阻及可變電阻相加的最大阻值限定??偨Y可得激勵信號產生正常,有峰值恒定的脈沖電流。
3.2 放大電路的測試
于前置盒的輸入端輸入頻率為100Hz,峰值分別為200 μV,500 μV和1 mV的正弦波,逐級測試輸出波形,得穩定放大時,前置板的總放大倍數約為100。
3.3 揚聲器電路的測試
當頻率選擇端置高電平時,即選擇的為3 Hz,揚聲器電路的輸出波形被選擇性截斷,而當頻率選擇端置低電平時,即選擇的為30Hz,則波形較為連續,所以兩種情況下所產生的音效不同;同時無論何種情況,改變揚聲器電路中的可變電阻可改變輸出波形的峰值,即可改變輸出的音量大小。
總結得主板喇叭控制部分測試結果:
1)可以通過開關選擇通道。
2)可以根據激勵信號的工作頻率(3Hz/30Hz)控制輸出聲音的頻率。
3)可以通過一個可調電阻調節輸出聲音的音量。
4)可以隨著輸入信號的幅值增加而音量變高。
3.4 其它功能電路的測試
(1)電源測試結果:電源工作正常,輸出正負15 V電源,使整個系統可以正常工作。
(2)數碼管顯示電路測試結果:顯示正常。本文引用地址:http://www.104case.com/article/188635.htm
4 總結與展望
通過仿真及實際電路板的測試,可驗證系統的大體功能已經完成,并運行性能較好,具體參數如下:
1)產生了符合要求的,頻率為3Hz或30Hz的,脈沖寬度為0.2ms的脈沖電流,且電流峰值恒定,在0.04~4.6mA可調;
2)系統的整體放大增益在960~100007之間;
3)聲音提示隨著輸入信號的幅值增加而音量變高,可以通過開關選擇通道,且可以根據激勵信號的工作頻率(3Hz/30Hz)控制輸出聲音的頻率,而輸出聲音的音量可通過一個可調電阻調節。
肌電檢測系統的醫療應用前景廣泛,但由于將直接應用于人體,所以各種性能要求嚴格。目前系統的設計和測試的主體工作已經完成,且系統的運行性能也較為良好,但還有不少地方需要改進,如刺激電路的檢測部分,工頻陷波電路功能不佳等多個問題還有待解決。
除此之外,系統還具有廣泛的改善空間,例如:
(1)電路結構目前采用模擬電路,但其中某些模塊如脈沖源的產生及濾波電路等都可以采用數字化的設計,可使結構更整體化;
(2)系統現在的應用方向還局限于對于手術的監控,但由于其放大增益范圍較大,所以可通過未來對細節的不斷改進,使應用不斷擴展,如系統所采集信號的種類可以增多而應用于不同生物體征的分析,而后端的顯示數據可以更復雜化,從而使系統可以應用于對重癥病人的監護等。
因此,項目還需要投入更多的努力,直到使系統進一步完善,以達到應用于實際醫療的要求,這就是肌電檢測系統的發展前景。
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