新型多通道脑电信号采集系统的设计
多路信号采集显示系统设计与实现
多路信号采集显示系统设计与实现一、引言随着科技的不断发展，人们对信号采集显示系统的需求也日益增长。
多路信号采集显示系统是一种能够同时采集多种信号并进行显示的系统，广泛应用于工业控制、仪器仪表、环境监测等领域。
本文将介绍多路信号采集显示系统的设计与实现，包括硬件和软件的设计，希望能够为相关领域的研究和开发提供一定的参考。
二、系统设计1. 系统功能需求多路信号采集显示系统主要具备以下功能需求：（1）多通道信号采集功能：能够同时采集多路模拟信号，并实时转换为数字信号。
（2）数据存储功能：能够将采集到的数据进行存储，以便后续分析和处理。
（3）数据显示功能：能够实时显示采集到的数据，并提供用户界面操作。
（4）通信接口功能：能够与PC或其他设备进行通信，进行数据传输和控制。
2. 系统硬件设计多路信号采集显示系统的硬件设计主要包括传感器、采集卡、显示屏等组成。
（1）传感器：根据不同的采集需求，选择合适的传感器，如温度传感器、压力传感器、光敏传感器等。
（2）采集卡：选择合适的多通道模拟信号采集卡，能够满足采集多路信号的需求。
采集卡通常包括A/D转换器、输入端口等。
（3）显示屏：选择合适的显示屏，能够实时显示采集到的数据，提供用户友好的操作界面。
三、系统实现1. 硬件组装与连接按照系统设计，选购合适的传感器、采集卡和显示屏，并进行硬件组装和连接。
将传感器与采集卡连接，采集卡与显示屏连接，确保硬件的正常工作。
2. 软件开发与编程根据系统设计，开发相应的软件并进行编程。
实现数据采集、数据存储、数据显示和通信接口功能，并进行软件测试和调试。
3. 系统调试与优化将硬件和软件组装完毕后，进行系统调试和优化。
测试系统的各项功能是否正常，是否满足设计要求，并对系统进行优化，提高系统的稳定性和性能。
基于LabVIEW的脑电数据多路采集系统
基于LabVIEW的脑电数据多路采集系统The Challenge:
对基准脑电模型信号的采集分析，为脑电问题的科学仿真与研究提供了有利的测量平台。
The Solution:
用NI公司的多功能数据采集卡和LabVIEW软件，结合自行研发的采集装置开发了一个具有采集分析和特征提取功能的先进脑电模型信号量测系统。
”选择NI 公司的LabVIEW 与数据采集卡，不仅可以提高工程质量，减少开发周期而且界面比较美观、接口很方便。
”
简介:
人脑头皮表面基准电位（脑电—Electroencephalogram 缩写为EEG）是癫痫病、脑血管疾病和肿瘤等脑部疾病诊断的基础数据。
研究脑电也就成为了国、内外脑和神经科研究的热点，被认为是二十一世纪电子学领域的几个前沿方向之一。
脑电分析是一种有效的无创手段，能够提供更准确可靠的电生理功能和病理的信息。
因此，如何利用LabVIEW 结合数据采集装置来采集并分析这些数据成为本文讨论的重点，并就系统设计时出现的一些问题做具体的分析。
详情请点击：基于LabVIEW的脑电数据多路采集系统。
脑电信号采集方案选择
VS
详细描述
脑电波控制机器人是一种利用脑电信号实 现人机交互的技术。通过采集和分析大脑 的电活动信号，将脑电信号转化为机器人 的控制指令，从而实现机器人的运动控制 。这种技术可以应用于医疗、康复、娱乐 等多个领域，具有广泛的应用前景。
案例二：脑机接口在医疗康复领域的应用
总结词
脑机接口技术为医疗康复领域提供了新的治 疗手段和康复方法。
促进神经科学和心理学研究
脑电信号采集为神经科学和心理学研究提供了重要的实验数据和研 究手段，有助于推动相关领域的发展。
02
脑电信号采集技术介绍
脑电信号采集原理
脑电信号是大脑神经元放电活动产生 的微弱电信号，通过采集这些信号可 以了解大脑的功能状态和认知过程。
脑电信号采集原理基于电位差原理， 通过在头皮上放置电极来测量大脑内 部的电位差，从而获取脑电信号。
脑电图仪（EEG）
用于记录和测量脑电信号的仪器，包括电极、放大器和记录仪等 部分。
电极帽
用于放置电极的帽子，通常由导电材料制成，能够减少干扰和阻 抗。
导电膏
涂抹在电极和头皮之间的物质，能够提高导电性能，减少噪声干 扰。
03
脑电号采集方案比较
方案一：便携式脑电信号采集系统
总结词
便于携带，适用于移动场景
方案三：多通道脑电信号采集系统
总结词
高精度、多参数监测
详细描述
多通道脑电信号采集系统能够同时采集多个通道的脑电信号，实现高精度、多参数监测。该方案通常 采用多个电极和放大器，能够获取更全面的脑电信息，适用于科学研究、临床诊断等领域。多通道脑 电信号采集系统需要专业的技术支持和较高的成本投入。
04
详细描述
实时性要求采集系统具备快速的数据处理速度和高效的传输能力，能够实时地将采集到 的脑电信号传输到计算机或其他处理设备上进行分析。这对于一些需要快速响应的应用，
基于ADS1299的脑电开发平台的设计
基于 ADS1299的脑电开发平台的设计摘要：为了方便脑电信息的研究与开发，文中以TI公司的ADS1299芯片为基础设计了集脑电采集、信号传输、信号处理等功能为一体的脑电开发平台，能够实时采集人体脑电信号并通过Wifi模块传输到上位机显示，并基于共空间模式算法（CSP）和支持向量机（SVM）对脑电信号进行特征提取和分类，同时预留接口供二次开发使用。
在此设计中，完成了对系统整体的调试并开发了Matlab平台下的上位机软件。
分析结果表明，该系统较为稳定，分类结果较为准确，符合预期的设计要求。
关键词：脑电采集；ADS1299；CSP；支持向量机中图分类号：TN606；TP317 文献标识码：A 文章编号：Design of EEG development platform based on ADS1299 chipWu Jin, Qi Luyu, Chen Jiazhi, Pang Yuexin, Gao Meng, Chen Siming（TianGong University Control science and Engineering，TianJin 300387）Abstract: In order to simplify the research and development of EEG information, this paper designs a EEG development platform based onADS1299 chip, which integrates EEG acquisition, signal transmission, signal processing and other functions. It can collect human EEGsignals in real time and transmit them to the host computer fordisplay through Wifi, The feature extraction and classification of EEG signals are carried out based on CSP and SVM, and the interface is reserved for secondary development. In this design, the debugging ofthe whole system is completed, and the upper computer software basedon MATLAB platform is developed. The analysis results show that thesystem is more stable, the classification results are more accurate, and meet the expected design requirements.Key words: EEG Acquisition; ADS1299; Support Vector Machine;0引言脑电波(Electroencephalogram, EEG)是人或动物大脑活动时神经元细胞在大脑皮层或者头皮表面的综合反映，准确和高效地对脑电信号进行分析，对于大脑功能的探索、脑科疾病的治疗具有重大的意义和价值[1]。
ADS1299
［1］陈 长 伟 ，谷 秀 凤 .备 考 江 苏 省 计 算 机 等 级 考 试 策 略 [J]. 经 济 研 究 导 刊 ，2010 （04）：85－86 ［2］李 联 宇 .计 算 机 等 级 考 试 的 研 究 与 思 考 [J].计 算 机 教 育 ，2011（19）：106－107 ［3］严明，单启成.Visual Foxpro 教程[M].苏州：苏州大学出版社，2008.
【关 键 词 】脑 电 图 ；集 成 模 拟 前 端 ；MCU ；USB
0 引言
脑电信号是由脑神经活动产生并存在于中枢神经系统的自发性 电位活动，含有丰富的大脑活动信息，是大脑研究、生理研究和临床脑 疾病诊断的重要手段。 脑电图(EEG: Electroencephalogram)是通过把电 极放到头皮或大脑皮层上运用脑电采集系统记录到的脑部生物电活 动 的 波 形 图 。 脑 电 信 号 主 要 频 率 在 0.5～100Hz, 信 号 幅 值 范 围 为 5～ 100μV[1]。 通常脑电采集系统，由于各个通道均需要独立的模拟放大、 陷波和滤波等模块，故其体积往往较大，且过多的模拟电路给脑电采 集系统 带 来 大 量 的 噪 声 。 本 文 设 计 一 种 运 用 集 成 模 拟 前 端 ADS1299 直接放大采集脑电信号， 并利用 DSP 进行 数 字 陷 波 和 滤 波 的 脑 电 信 号采集系统，该系统具有可复用、便携、功耗低等特点，为脑电信号的 采集提供一种新方案。
3 上位机程序设计
5 结束语
本文基于 24 位 ADC 技术的采 集 系 统,能 够 对 脑 电 信 号 进 行 高 分 辨率采样和数字处理。 一方面，简化了硬件电路；另一方面，由于数字 滤波、陷波器的参数可通过软件方式方便的调节，故可实现仪器复用。 对样机的测试表明， 系统能够正常工作， 非常适合于脑电信号的采 集。 科
基于ADS1298的新型脑电信号采集前端设计
Ｋ ｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｅ ｎ ｃ ｅ ｐ ｈ ａ ｌ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ（ Ｅ Ｅ Ｇ） ；Ａ ＤＣ ；ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｔ ｙ ｐ ｅ ；ｌ ｏ ｗ－ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ；ｄ ｒ ｉ ｖ ｅ ｎ ｉ ｒ ｇ ｈ ｔ ｌ ｅ ｇ （ Ｒ Ｌ Ｄ）
体 积 小 、 低 功 耗 的 多通 道 脑 电信 号 采 集 前 端 ， 并 讨 论 了 实现 更 多通 道 脑 电 信 号 采 集 的 多 芯 片 级 联 技 术， 可 广 泛 应 用 于便 携 式 多通 道 脑 电 信 号 采 集 设 备 。 关键词： 脑 电 信 号 ；ＡＤ Ｃ； 便 携式 ； 低 功耗 ； 右 腿 驱 动
献【 ６ ］ 采 用 两 个 仪 用 放 大 器 来 对 脑 电 信 号 进 行 二 级 差 分
放 大 作 为 前 端 放 大 电路 ； 参考文献【 ７ ］ 也 采 用 与 参 考 文
献【 ４ ］ 和［ ５ 】 相 似 的 结 构 并 用 八 阶 开 关 电 容 滤 波 器 芯 片
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ，ａ ｃ ｈ ｉ ｐ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ａ Ｔ Ｉ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｎ ｙ’ Ｓ ｈ ｉ ｇ ｈ ｌ ｙ ｉ ｎ ｔ ｅ ｇ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ ＡＤＳ１ ２ ９ ８ ｄ ｅ ｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｄ ｔ ｏ ｈ ａ ｎ ｄ ｌ ｉ ｎ ｇ ｂ ｉ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ｓ ，
多通道数据采集系统的使用与配置
多通道数据采集系统的使用与配置现代科技的快速发展使得各种数据的采集和处理变得愈加重要和复杂。
在许多领域，需要采集多个信号源或传感器的数据，以便进行分析和决策。
为了满足这样的需求，多通道数据采集系统应运而生。
一、多通道数据采集系统的概述多通道数据采集系统是一种集成多个采集通道的设备，用于采集和存储多个信号源的数据。
这些信号源可以是各种传感器、仪器或其他设备产生的模拟或数字信号。
多通道数据采集系统不仅能够采集数据，还能进行数据处理、分析和存储，为用户提供完整的解决方案。
二、多通道数据采集系统的配置配置一套多通道数据采集系统需要考虑以下几个方面：1. 硬件配置：选择适合实际需求的多通道数据采集硬件设备，包括采集卡、传感器和连接线等。
根据信号源和采集频率的不同，可以选择不同型号和规格的硬件设备。
2. 软件配置：多通道数据采集系统通常配套有专门的软件进行数据采集、处理和分析。
根据实际需求选择适合的软件，并进行相应的配置和参数设置。
3. 连接配置：将数据采集硬件设备与计算机或其他设备进行连接，并确保连接稳定和可靠。
根据实际情况选择合适的连接方式，如USB、PCI等。
4. 电源配置：多通道数据采集系统需要稳定的电源供应，因此需要考虑电源的配置和接口的选择，以确保设备的正常运行。
三、多通道数据采集系统的使用使用多通道数据采集系统可以采集和处理多个信号源的数据，为用户提供更全面的信息和更准确的分析结果。
使用多通道数据采集系统可以应用于多个领域，如医学、工程、环境监测等。
在医学领域，多通道数据采集系统可以用于采集和分析心电图、脑电图、血压等生理信号，用于监测和诊断疾病。
多通道数据采集系统的高精度和高灵敏度使得医生可以更准确地判断患者的病情，并做出相应的治疗方案。
在工程领域，多通道数据采集系统可以用于采集和分析各种工程测量信号，如温度、压力、流量等。
多通道数据采集系统的可靠性和稳定性使得工程师可以更好地了解和控制工程过程，提高产品质量和生产效率。
多路信号采集器的硬件电路设计
图 ４ 接收模块时序图
４ 采集存储控制程序设计
４．１ 采样主控程序设计：
此 次 系 统 我 们 使 用 ４８Ｍ 晶 振 ， 每 路 信 号 采 样 率 不 低 于
１２．５ｋｈｚ， 一 共 相 当 于 １６ 路 模 拟 量 ， 所 以 控 制 点 为 ４８Ｍ ÷
（１６１２．５ｋｈｚ）＝２４０ 点， 所以主控计数器中有 ２４０ 个计数点可以用
２．２ 信号调理设计 在本系统中， 由于模拟输入信号的电压范围 是 ０～１０Ｖ，所 以 此 次 设 计 使 用 ＬＭ３２４ 运 算 放 大 器 组 成 的 比 例 电 路 将 输 入 信 号 变换成 ０～２．５Ｖ 电压。然后输入模拟开关经过跟随器后， 再输入 Ａ／Ｄ 转换器。４ 路 数字信号使用一个 ５Ｖ 的稳压管， 将输入数字 信号中大于 ５Ｖ 的高电平 信 号 钳 制 在 ５Ｖ， 起 到 了 调 压 的 作 用 。 如果是低于 ５Ｖ， 那么电压将不改变。 ２．３ 输入通道设计 存储测试系统常常需要多通道同时采集。此次设计中根据 被 测 信 号 的 特 点 选 用 ＡＤＧ５０６ 模 拟 开 关 进 行 各 通 道 的 切 换 ， 该 模拟开关具有开关速度快、泄漏小等特点， 从而用最简单的硬件 电路完成多路信号的存储测试。 ２．４ 采集芯片选用： 此次设计采用 ＡＤ 公司的 ＡＤ７４９２ 采集芯片， ＡＤ７４９２ 为 １２ 位高速、低功耗、逐次逼近式 ＡＤ 转换器。它可在 ２．７Ｖ－ ５．２５Ｖ 的 供 电 电 压 下 工 作 ， 采 样 频 率 最 高 为 １．２５ＭＳＰＳ， 从 而 为 正 确 采 集 回 速 变 、缓 变 信 号 提 供 保 障 。 ２．５ 存储电路设计 此系统中， 我们共有 １ 路速变模拟信号， ８ 路缓变模拟信 号， ４ 路数字信号。首先， 对于单路速变信号而言， 其最低采样频 率为 ４０ｋＨｚ， 系统要求 的 最 低 记 录 时 间 为 ０．７５Ｓ 此 次 设 计 中 ， 用 了一个模拟开关和一个 ＡＤ７４９２ 循环进行数 据采集， 将 １ 路速 变信号和 ８ 路缓变信号交叉安排在 ＡＤＧ５０６ 上， 这样在每次速 变信号采集后， 紧接着采集 ８ 路缓变信号， 经过循环交叉采集 后， 便使得速变信号采样率是缓变信号采样率的 ８ 倍， 所以速变
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本文所介绍的新型脑电信号采集系统充分利用了近年来 发展迅猛的半导体技术和通用串行总线（ＵＳＢ）技术，能够对人 体脑电信号进行精确采集；同时，嵌入式操作系统的引入保证 了系统的稳定性和实时性，为脑部疾病诊断和新时代的家庭 保健提供了有力的技术支持，具有非常重要的应用价值和良 好的市场前景。
参考文献
１ 罗建，崔亮，卫娜．脑电信号采集与处理系统的研制．医疗卫生装备， ２０００（６）：２１
５６Ｍｂｐｓ，最大限度地满足了ＵＳＢ２．０的带宽。
（２）通过数据压缩存储到ＣＦ卡上。ＣＦ卡有３ 种工作模式可
供选择，它们分别是Ｉ／Ｏ模式、存储器模式和ＩＤＥ模式。ＣＦ卡的
默认模式是存储器模式，使用也最为普遍。如果使用存储器模
式就不需要配置任何寄存器。每１种模式的电路连接都不同。
在Ｉ／Ｏ模式和存储器模式下，可以采用８位或１６ 位的访问方式。
扰，当低通滤波器的截止频率高于５０Ｈｚ时，应采用陷波器来去
除５０Ｈｚ及其周边频段的干扰［２］。
由于被测者本身因素或受外界的影响，测量过程中脑
电信号的强度并不稳定。为了能使放大后的信号幅值与模
数 转 换 器 （ＡＤＣ）的 量 程 相 符 合 ，放 大 电 路 的 放 大 倍 数 应 具
有可调性，它可以通过以下电路来实现。其中４０５２是二通道
脑电信号要比心电信号弱近１ ０００倍左右，幅值约为５～ ２００μＶ，频率约为０．５～２００Ｈｚ。众所周知，微弱信号容易受到外 界的干扰，因此，脑电信号采集要求具有高输入阻抗、高共模 抑制比（ＣＭＲＲ）及低噪声等特性。
如图１所示，由电极传感器检测到的脑电信号，经输入保 护电路做电压限幅后，先由前置放大器进行放大，并通过滤 波、５０Ｈｚ 陷波器消除工频干扰，再进行光电隔离和后级放大。 信号进行Ａ／Ｄ 转换后经ＵＳＢ 接口传输到监控计算机或经过数 据压缩存储到ＣＦ卡上。
计 算 出 根 目 录 占 用 的 扇 区 数 、根 目 录 第 １ 个 扇 区 地 址 、数 据 区第一个扇区地址、数据区所占用的扇区数等，为文件的创 建和存取数据做准备。
采样到的８导脑电信号经过处理后就可以在ＣＦ卡中存储 了。由于ＣＦ卡的每次存储至少要有１个扇区（５１２ｋＢ）的数据，本 系统中用了１个３２ｋＢ的ＲＡＭ作为采样数据的临时存储区。当 ＲＡＭ中的数据达到２５ｋＢ以上时，一次性把ＲＡＭ中的数据写入 到ＣＦ卡中［５］。 ２．３ 系统软件设计
图２ 放大倍数调节电路
用。考虑到信号的性 质，选用八位八通道
ＡＤＣ０８０９芯片作为输入信号的Ａ／Ｄ转换芯片，与其它外围元件
组成本系统电路，原理如图３所示。其输入电压范围为０～５Ｖ，最
高采样频率为１０ｋＨｚ［４］。
２．２．３ 数据存储
（１）通 过 ＵＳＢ接
口传输到监控计算
机。ＵＳＢ设备的硬件
采 用 Ｃｙｐｒｅｓｓ 公 司
中图分类号：ＴＰ３９１；ＴＨ７７２＋．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００３－ ８８６８（２００６）０６－ ０００７－ ０２
Ｄｅ ｓ ｉｇ ｎ ｏ ｆ ｎ ｅ ｗ ｍ ｕ ｌｔ ｉ－ ｃｈ ａ ｎ ｎ ｅ ｌ ＥＥＧ ｓ ｉｇ ｎ ａ ｌ ａ ｃｑ ｕ ｉｓ ｉｔ ｉｏ ｎ ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍ
ＸＵ Ｄｏｎｇ－ ｊｕｎ， ＨＥ Ｗｅｉ－ ｘｉｎｇ， ＺＨＡＮＧ Ｈｕａ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｊｉａｎｇｓｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ， Ｊｉａｎｇｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ２１２０１３， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒ ａｃｔ Ａ ｎｅｗ ｍｕｌｔｉ － ｃｈａｎｎｅｌ ＥＥＧ ｓｉｇｎａｌ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ， ｗｈｉｃｈ ａｄｏｐｔｓ Ｃｙｐｒｅｓｓ＇ｓ ＥＺ－ ＵＳＢ ＦＸ２ ｓｅｒｉｅｓ ＵＳＢ ａｓ ｉｔｓ ｍｉｃｒｏ－ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ， ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｅｍｐｌｏｙｓ ＡＤ６２０ ａｎｄ ＯＰ０７ ａｔ ｔｈｅ ｐｒｅ － ａｍｐｌｉｆｙｉｎｇ ｓｔａｇｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｔｗｏ ａｍｐｌｉｆｙｉｎｇ ｓｔａｇｅｓ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉｅｓ Ｂｕｓ （ＵＳＢ） ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ｒｅａｌ－ ｔｉｍｅ ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ， ｄｉｓｐｌａｙｉｎｇ ａｎｄ ｔｅｌｅ － ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｏｆ ＥＥＧ ｓｉｇｎａｌ， ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ａｌｓｏ ｂｅ ｓｔｏｒｅｄ ｉｎ ＣＦ ｃａｒｄ ａｆｔｅｒ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ． Ｔｈｅ ＵＳＢ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｔｏｏｌ ｉｓ ＷｉｎＤｒｉｖｅｒ． Ｋｅｙｗｏｒ ｄｓ ＥＥＧ ｓｉｇｎａｌ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ； ｓｉｇｎａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ； ＵＳＢ
正常成人脑电信号的主要节律波即 基本波的频率多数属于α波范围，即为８～
作者简介：徐栋君，硕士；和卫星，博士，副教 授，主要从事生物医学工程领域的研究工作。
１３Ｈｚ。一般混有少量（１５％以下）低幅１４～３０Ｈｚ β波和４～７Ｈｚ θ 波，有６％正常人显示以β波为基本节律的脑电信号。
图１ 系统结构框图 异常脑电信号有棘波（１６～５０Ｈｚ），锐波（５～１２Ｈｚ），棘慢波 综 合 （２ ～６Ｈｚ），阵 发 性 节 律 波 （３ ～３０Ｈｚ）等 ，频 率 一 般 不 超 过 ５０Ｈｚ，所以，采样频率定在１００Ｈｚ，能够满足脑电信号采集的需 要［１］。 ２．２ 系统硬件设计 ２．２．１ 信号调理电路 本系统的前置放大电路选用了精密低功耗仪器放大器电 路ＡＤ６２０，它采用了激光晶片校准工艺，使电路间的匹配和跟 踪性能完好，从而保证了该电路固有的高性能。并且，它还采 用了８脚ＤＩＰ封装，功耗更低。由于其所具有的超β结构，使它的 输入偏置电流仅为１ｎＡ，保证了模块的高阻抗、低噪音和高共 模抑制比（ＣＭＲＲ）。由于极化电压的影响，为避免电路饱和，第 一级放大的增益不能太高，取为１０，此时其噪声水平仅为 ０．５５μＶｐｐ，输入阻抗可达１０ＧΩ，共模抑制比 （ＣＭＲＲ）可达 １２０ｄＢ。ＡＤ６２０放大倍数Ｇ由单一电阻Ｒｇ决定。增益公式Ｇ＝１＋ （４９．４ｋΩ／Ｒｇ）。这里选用精度为０．０１％、阻值为８．２５ｋΩ的金属膜 电阻。前置放大电路采用传统的三运放结构，后级通过通用集 成运放ＯＰ０７将信号放大直至满足Ａ／Ｄ采集要求。为了最大限 度减小噪声干扰，本系统采用６Ｎ１３７把电路的模拟电路及Ａ／Ｄ 转换器和数字电路完全隔离，使接口电路输送的数字信号流 都先经光电隔离器再进行后续操作。 实验结果表明，在本系统中采用右腿驱动电路（Ｄｒｉｖｅｎ
单片机首先读取ＣＦ卡引导区的数据。从中可以得到每个扇
区所包含的字节数、每一簇所包含的扇区数、保的 个 数 、 根 目 录 中 ３２ 位 目 录 的 个
数、总扇区数、１个ＦＡＴ数据结构所占用的扇区数、每一磁道
中所包含的扇区数、所包含的磁头数等。根据这些信息可以
系统软件主要包括：系统初始化模块、数据采集模块以及 ＵＳＢ设备模块。
ＵＳＢ设备模块的设计包括：固件设计、硬件驱动程序设计 以及高级应用程序的设计。
（１）固件设计。ＣＹ７Ｃ６８０１３芯片可以在ＫＥＩＬ Ｃ５１环境下开 发。由于引入了开发框架，用户的研发周期大大缩短。
（２）驱动程序的设计。驱动程序负责对底层硬件的访 问 。 设 计 所 使 用 的 开 发 工 具 是 Ｊｕｎｇｏ公 司 的 ＷｉｎＤｒｉｖｅｒｖ６ ． ０３ ， 它支持多种操作系统。利用ＷｉｎＤｒｉｖｅｒ开发的优点是用户不 需要了解操作系统内部的具体工作机理，同时也不需要了 解各个系统 ＤＤＫ（Ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｏｒ Ｄｅｂｕｇｇｉｎｇ ｉｎ Ｋｅｒｎｅｌ）的 开 发 工具，而只需使用ＷｉｎＤｒｉｖｅｒ提供的开发平台，即可完成驱动 程序的设计工作，剩下的底层细节由ＷｉｎＤｒｉｖｅｒ内核统一处 理，从而降低了对开发者编程能力的要求，同时也大大缩短 了开发周期。
本系统利用芯片的外部数据存储器接口（ＥＭＩＦ）使得ＣＦ卡工
作于８位的存储器模式。
由于存储在ＣＦ卡中的数据需要在ＰＣ机上能以文件的形
式 读 出 来 ，所 以 ，在 单 片 机 上 也 要 以 文 件 的 形 式 进 行 存 储 。
本 系 统 所 采 用 的 ２５６Ｍ的 ＣＦ 卡 可 以 格 式 化 成 ＦＡＴ１６ 的 形 式 。
研究论著
Ｔ Ｈ Ｅ Ｓ ＩＳ ＆ Ｒ Ｅ Ｓ Ｅ Ａ Ｒ Ｃ Ｈ Ｒ Ｅ Ｐ Ｏ Ｒ Ｔ
新型多通道脑电信号采集系统的设计
徐栋君 和卫星 张 华
（江苏大学电气信息工程学院 江苏省镇江市 ２１２０１３）
摘要 介绍了１种新型脑电信号采集系统，系统采用Ｃｙｐｒｅｓｓ公司ＥＺ－ ＵＳＢ ＦＸ２系列ＵＳＢ２．０集成微控制器作为其控制核 心，前置级放大电路采用仪用放大器ＡＤ６２０，后二级采用高性能运算放大器ＯＰ０７。系统引入了通用串行总线（ＵＳＢ）技 术，可实现脑电信号的实时记录、显示及远程监测；同时，系统也可将所采集数据通过压缩存储至ＣＦ卡。ＵＳＢ软件开发工 具采用方便实用ＷｉｎＤｒｉｖｅｒ开发平台。 关键词 脑电信号采集；信号调理；通用串行总线
四路选择器，通过在４０５２的Ａ、Ｂ二端输入０、１电平的不同组
合 ，控 制 Ｘｉ 与 Ｘ、Ｙｉ 与 Ｙ的 连 接 来 调 整 电 路 的 放 大 倍 数 ［３］（如
图２所示）。
２．２．２ Ａ／Ｄ转换
为了使Ａ／Ｄ转换器
和微机接口电路简单，
性能稳定可靠，将其设
计成总线形式，可以直