简易人体脉搏信号调理电路的设计
一种人体心电信号调理电路的设计
右输入信号 ｈ
与皮肤间的阻抗大且变化 范围也较大 ，这就对 前级（ 第一级） 放大电路 提 出了较高的要求 ，即要求前级放大 电路应满足以下要求：高输入阻 抗 ；高共模抑制比；低噪声、低漂移、非线性度 小；合适的频带和动
态范围。
３ ． ２右 腿驱 动 电路
体表驱动 电路是专 门为克￣５ ０ Ｈ ｚ 共模干扰 ，提高Ｃ Ｍ Ｒ Ｒ 而设计的， 原理是采用人体为相加点的共模 电压并联反馈 ，其方法是取出前置放 大 中的共模 电压，经过驱动 电路倒相放大后再加 回体表上，一般 的做 法是将此反馈共模信号接到人体的右腿上，所 以 称为右腿驱动。
１ Ｌ … ～ 籼 ． 前 嚣大 卜 母 低 通 电 滤 路 波 ～ ｍ
左输入信号 ｆ ｆ ｌ ｛
～ 母
图３ 右腿 驱动 电路 ３ ． ３低通 滤波 放大 电路 图 １系统设 计框架
本 电路设计主要是由五部分构成。 （ １ ）前置放大 电路。其中前置放大器是 硬件 电路的关键所在 ，设 计的好坏直接影 响信号的质量 ，从而影响到仪器的特性； （ ２ ）共模抑制 电路。在 设计 中使用 了右腿驱动 电路、屏 蔽驱动 电 路 ，它们可以消除信号中的共模 电压 ，提高共模抑制 比，使信号输 出 的质量得到提高； （ ３ ）低通滤波电路及时间常数 电路。 （ ４ ）工频５ ０ Ｈ ｚ 的陷波电路 。 （ ５ ） 主放大电路。 ３ 系统硬件设计
１ 引 言
伴随人类物质生活水平 的提高， 当代疾病的流行趋势发生了显著的 变化， 与人们社会生活方式 密切相关的疾病和 突发性 公共卫生疾病 已 成为危害人们健康的主要疾病， 由此 已 造成政府与个人医疗开支不断增 长 的巨大压力 而心血管疾病又是影响人类健康的第 一大 杀手 。在我 国心脏病患者约有七千万人， 死亡原因主要是致命性 心率失常和急性心 梗 。据北京急救 中心统计， ７ ０ ％ 以上病发于家中或工作现场， 大部分人 因 失去抢救时间死于院外， 此外， 多数人的心脏病 发作往往是短 暂与随机 的， 患者难 以赶到医院进行 心电图扫描， 从而影响诊断 因此， 为患者赢 取抢救时 间， 为所有的监护对象提供２ ４ 小时医学监护， 保健咨询 的医疗 诊断系统有着极其重要的实际意义。而心电信 号调理 电路作为心 电监 护系统的核心 ，其设计十分关键 。 ２系统框架设计
脉搏信号调理电路的设计
的 处理 （ 除噪 声 和 干扰） 滤 ，才 可 获 得 高保 真 的脉 搏 信 息 ，为 进 一 步 从 医学 角度 分 析 研 究 脉搏 信 息 提 供 准确 、有 效 的数 据 源 。 因此 ，研 究 脉搏 信 号
参 考价 值 ｌ ，但脉 搏信 号 在强 噪 声背 景下 的低 频 １ 微 弱 信 号 ，具 有 随 机性 强 、频 率 低 的 特 点 ，极 易 受 到 检 测 系 统 内部 噪 声 和外 界 环 境 （ 环境 、温 度） 的干 扰 ．因此 必 须 对 检 测 到 的脉 搏 信 号 做 一 系 列
ｔｅｃｎ ｉｏ ｉｇｃ ｃ ｉｏ ｕｓ ｓ ｎｌ ｐ ｓ ｓｅ ｅａｖｎａｅ ｆ ｉｈＣ Ｒ （ｏ ｏ ｏｅ ｒｓ ａ ａｏ ） ｏ ｈ ｏｄｔ ｎｎ ｉ ｕｔ ｆ ｌ ｉ ａｓ ｏｓ ｓｓｔ ｄａｔｇｓ ｇ ＭＭ ｃｍｍ ｎｍ ｄｌ ｅｔ ｉ ｒｔｎ， ｗ ｉ ｒ ｐ ｅ ｇ ｅ ｈ ｏｈ ｒｎ ｉ ｌ
技 术应 用
ｄ ｉ ０３ ６／。ｓ 。５ ３ ４ ９ ０ ２ １ ｏ： ９ ９ ｉ ｎ ６ － ７ ５ １ ８０ ５ １ ｊｓ ２
脉搏信号调理 电路 的设计
张 金 榜 ． 刘 军
（ 武警 工程 大学 研 究 生管理 大队 ，陕 西 西安 ７ ０８ ） １０ ６
摘 要 ：脉 搏作 为人 体 重要 的生理 及 病理 参数 之 一 ，其信 号 具有 重要 的研 究价值 。针 对其 信
ｎ ｉ ｔ ｅ ｏ ｔ ｕ ｓｓａ ｉ ｚ ｔ ｎ ａ ｄ ｈ ｓｅ ｈ ｎ ｅ ｈ ｒ ｃ ｓ ｎ ｏ ｏｌ ｃｉｎ ｆｒｐ ｌｅ ｓｇ ａ ｓ ｏｓ ｈ ｕ ｐ ｔｉ ｔｂ ｌ ａｉ ， ｎ ａ ｎ ａ ｃ ｄ ｔ ｅ ｐ ｅ ｉｉ ｆ ｌ ｔ ｏ ｕ ｓ ｉ ｎ ｌ． ｅ， ｉ ｏ ｏ ｃ ｅ ｏ
人体脉搏波检测电路
人体脉搏波检测电路设计报告精82 蔡暻煊20080105352010/9/13目录一、综述 (4)1.课题背景 (4)2.实验任务 (5)3.实验预期目标 (5)二、总体方案设计 (5)三、电路设计 (6)1.时钟信号产生 (6)2.倍频电路 (7)3.计数信号产生 (8)4.计数电路 (8)5.显示电路 (9)6.清零信号的产生 (10)四、电路整体工作原理 (12)1.整体电路图 (12)2.工作流程简述 (13)五、实验数据分析 (13)六、总结与改进方案 (14)1.实习过程中的难点 (14)2.仍然存在的问题 (14)3.实习收获与感想 (15)4.改进方案 (15)1)使用数字器件 (15)2)使用单片机 (16)七、附录 (16)1.器件汇总（数字电路部分） (16)2.芯片管脚图汇总（数字电路部分） (17)3.实际电路照片 (19)八、参考文献 (23)一、综述1.课题背景1) 光电容积法测量脉搏的发展背景人体心室周期性的收缩和舒张导致主动脉的收缩和舒张, 使血流压力以波的形式从主动脉根部开始沿着整个动脉系统传播, 这种波称为脉搏波。
脉搏波所呈现出的形态、强度、速率和节律等方面的综合信息, 很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征。
传统的脉搏测量采用脉诊方式, 中医脉象诊断技术就是脉搏测量在中医上卓有成效的应用, 但是受人为的影响因素较大, 测量精度不高。
无创测量(Noninvasive Measurements) 又称非侵入式测量或间接测量, 其重要特征是测量的探测部分不侵入机体, 不造成机体创伤, 通常在体外, 尤其是在体表间接测量人体的生理和生化参数。
生物医学传感器是获取生物信息并将其转换成易于测量和处理信号的一个关键器件。
光电式脉搏传感器是根据光电容积法制成的脉搏传感器, 通过对手指末端透光度的监测, 间接检测出脉搏信号。
光电式脉搏传感器具有结构简单、无损伤、可重复性好等优点。
脉搏测量仿真实验
实验报告五一、实验目的设计相应的信号调理电路，然后利用通过对脉搏信号进行测量，来进行实时显示测量结果。
二、实验内容设计一个脉搏测量仪可实现对人体脉搏信号的测量和显示功能。
三、实验环境计算机、MULTISIM仿真软件四、实验方案脉搏测量仪系统总框图，如图1所示。
系统由五个部分组成：信号采集单元，信号调理单元，信号整形单元，频率计测量单元，显示单元。
信号采集单元主要是选用合适的传感器将脉搏的压力信号转换为电信号，一般传感器输出的电压都在几毫伏左右。
信号调理单元主要包括信号的低通滤波，以及实现信号的放大，经过信号调理单元，几毫伏的脉搏信号的电压被放大为4V-5V左右。
信号整形单元则将模拟信号转化成数字信号，将脉搏信号转换为同频率的脉冲。
频率计测量单元和显示单元由一个数字频率计完成其功能。
图1 系统总体框图五、实验步骤1、数字频率计仿真设计如图所示，当给予方波信号时，频率计开始计数，计数范围取决于上输入信号的频率及选通信号的频率，这里取输入信号频率f=1000Hz，选通信号F=10Hz，相当于在1秒内可计100个脉冲，计数范围可由选通信号的频率和输入的计数信号的频率来决定2、采集信号放大电路电路由于对于脉搏测量仪，其要求在脉搏信号频率范围内，不失真的放大所采集的微弱信号,因此需要对所采集的信号进行放大；由于脉搏信号的频率在1.33HZ 左右，正常情况下不会出现高于2HZ的信号，因此需要设计一个低通滤波器，用来滤去高频信号；而整形的时是为了将输入的信号变为方波。
滤波器的载止频率的计算公式：12FRCπ=其中一级放大电路：二阶低通滤波器：二级放大器电路：3、脉搏测量仪滤波结果：放大结果：整形结果：五、实验总结在这次的实验当中遇到了不少的问题，比如一开始计数结果并不是自己预料的。
通过这次实验让我加深的对电路的学习，懂得理论与实践之间的差别，并意识到理论与实践要相结合的重要性。
设计实验的过程中，让我对课本上的知识有了更清晰的认识和了解，学会了运用一些器件来完成某些具体的功能，对器件功能的了解更深入，应用也更灵活了。
脉搏信号调理电路的设计_张金榜
基于脉搏信号的上述特征和调理电路设计要 求， 本文设计的高性能脉搏信号调理电路由一级 放大电路、 调零电路、 工频限波电路、 带通滤波 电路和二级放大电路组成， 其原理框图如图1所 示。
调理电路的工作流程为， 一级放大电路对检 测到的脉搏信号， 进行线性放大， 经调零电路抑 制零漂后， 传送至限波电路和带通滤波电路， 滤 除杂波干扰信号； 再经二级放大电路送至A/D转换 部分进行信号采样。
技术应用
能将脉搏信号的有用成分从采集到的信号中分离 出来。
经比较分析有源滤波器和无源滤波器的性能 特点， 结合脉搏信号频率较低的特点， 本文选用 有源滤波器。
(1) 高通滤波器的设计 本 文 高 通 滤 波 电 路 采 用 二 阶 Sallen-Key 高 通 滤 波电路， 电路如图5所示。
图5 二阶高通滤波电路
doi:10.3969/j.issn.1563-4795.2012.08.015
技术应用
脉搏信号调理电路的设计
张金榜， 刘 军 （武警工程大学 研究生管理大队， 陕西 西安 710086）
摘 要： 脉搏作为人体重要的生理及病理参数之一， 其信号具有重要的研究价值。 针对其信 号微弱、 频率低且易受干扰的特点， 文中首先提出了信号调理电路设计的要求， 然后有针对 性地选择元器件并设计硬件电路， 最后对所设计的硬件电路进行实际测试。 结果表明该调理 电路具有输出波形稳定、 噪声小和共模抑制比高的特点， 提高了脉搏信号采集的精度。 关键词： 脉搏； 信号调理； 电路设计
分考虑滤波器的相位特性。 有三种典型的滤波器，
巴特沃斯滤波器、 切比雪夫滤波器和贝塞尔滤波
器， 其中， 贝塞尔滤波器具有线性相移特性， 最
图6 周期脉搏信号波形图
电子技术课程设计---电子人体脉搏计的设计
电子技术课程设计---电子人体脉搏计的设计一、课程设计目的1.应用电子技术知识设计制作一台电子人体脉搏计，实现在短时间内测量人体脉搏数，并显示其数值。
总体目标：（1）掌握电子产品的初步设计方法、以及元件计算、选用。
（2）学习电子元件焊接与安装。
（3）学习电子产品使用通用测量仪器的调试方法。
2.功能技术指标（1）实现在15秒钟以内测量1分钟的脉搏数，并显示其数值；（2）测量误差≤±2次/分钟；（3）可以连续测量或单次测量；（4）最大显示300次/min。
二、课程设计内容1、电子脉搏计的原理2、确定设计方案，画出组成方框图，简述每部分功能；3、电路元件数值计算，确定主要元件参数值4、绘制完整的电路原理图，生成元件清单。
5、装配焊接硬件电路并进行硬件测试、数据记录6、芯片介绍（1）4046芯片工作原理。
输入信号Ui从14脚输入后，经放大器A1进行放大、整形后加到相位比较器Ⅰ、Ⅱ的输入端，图3开关K拨至2脚，则比较器Ⅰ将从3脚输入的比较信号Uo与输入信号Ui作相位比较，从相位比较器输出的误差电压UΨ则反映出两者的相位差。
UΨ经R3、R4及C2滤波后得到一控制电压Ud加至压控振荡器VCO的输入端9脚，调整VCO的振荡频率f2，使f2迅速逼近信号频率f1。
VCO的输出又经除法器再进入相位比较器Ⅰ，继续与Ui进行相位比较，最后使得f2=f1，两者的相位差为一定值，实现了相位锁定。
若开关K拨至13脚，则相位比较器Ⅱ工作。
（2）4060芯片工作原理。
4060是由一振荡器和14位二进制串行计数器位组成，振荡器的结构可以是RC或晶振电路，CR为高电平时，计数器清零且振荡器使用无效。
所有的计数器位均为主从触发器。
在CP1(和CP0)的下降沿计数器以二进制进行计数。
（3）4553芯片工作原理。
4553是3位十进制计数器，但只有1个输出端，要完成3位输出，采用扫描输出方式，通过它的选通脉冲信号，依次控制3位十进制的输出，从而实现扫描显示方式。
完整word版,人体脉搏计的设计课程设计
1一、设计说明设计一个人体脉搏计，要求能够实现在30s 内测量人的脉搏跳动次数，并且将脉搏次数显示出来。
正常人的脉搏数为60~80次/min ，婴儿为90~100次/min ，老人为100~150次/min 。
电路原理框图如图1所示。
图1 脉搏计原理框图将脉搏跳动信号转换为对应的电脉冲信号，放大整形后进行二倍频，并在30s （基准时间） 内对此信号计数，便得到了1min 脉搏数。
二、技术指标1．设计人体脉搏计数器并用LED 显示。
2．误差为±2次/min 。
三、设计要求1．在选择器件时，应考虑成本。
2．根据技术指标通过分析计算确定电路形式和元器件参数。
3．主要器件：(1)74LS74双D 触发器；(2)74LS47或4LS48译码器；(3) 74LS163计数器；(5)OP07等。
四、实验要求1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路。
2．进行实验数据处理和分析。
倍频器基准时间产生电路放大与整形 计数译码显示器控制电路传感器五、推荐参考资料1.谢自美. 电子线路设计·实验·测试. [M]武汉：华中理工大学出版社，2000年2.阎石. 数字电子技术基础. [M]北京：高等教育出版社，2006年3.付家才. 电子实验与实践. [M]北京：高等教育出版社，2004年六、按照要求撰写课程设计报告指导教师年月日负责教师年月日学生签字年月日成绩评定表评语、建议或需要说明的问题：成绩指导教师签字：日期：3人体脉搏计的设计一、概述脉搏计在实际中的应用非常广泛，它是用来测量一个人心脏跳动次数的电子仪器，也是心电图的主要组成部分，用来测量频率较低的小信号。
其原理适用于很多声控器械，它涉及到时序逻辑电路如何设计、分析和工作等方面。
通过此电路更深刻的了解时序逻辑部件的工作原理，从而掌握如何根据需要设计满足要求的各种电路图，解决生活中的实际问题，将所学知识应用于实践中。
设计任务技术指标；1．要求在规定时间内实现测量人体的脉搏跳动次数。
电子脉搏计制作
R6、R7 1.6kΩ，RP l5kΩ电位器， R9 9.1kΩ， C2、C3 0.1μF
滤波器的用途
滤波器主要用来滤除信号中无用的频率成 分，例如，有一个较低频率的信号，其中包含 一些较高频率成分的干扰。
滤波电路可分为低通滤波、高通滤波、带通 滤波、带阻滤波。各种滤波器的特性如图所 示，图中同时给出了滤波器的理想特性和实
•4)基准时间产生电路：产生短时间的控制信号，以 控制测量时间。 •5)控制电路：用以保证在基准时间控制下，使4倍 频后的脉冲信号送到计数、显示电路中。 •6)计数、译码、显示电路：用来读出脉搏数，并以 十进制数的形式由数码管显示出来。 •7)电源电路：按电路要求提供符合要求的直流电源。
• 用这种方案测量的误差为±4次／min
R3
R R 33 R
3
u－ u－
Rf Rf
uo u uo
o
3)有源滤波电路
采用二阶压控有源低通滤 波电路，把脉搏信号中的 高频干扰信号滤掉，同时 把脉搏信号加以放大，考 虑到去掉脉搏信号中的干 扰尖脉冲，所以有源滤波 电路的截止频率为lkHz左 右。为了使脉搏信号放大 到整形电路所需的电压值， 通常电压放大倍数选用1.6 倍左右。
H
幅频特性：
A
1
1 截止频率： H RC
2 1 ( ) H
幅频特性： A
1
2 1 ( ) H
+
+
+
ui +
R
+
|A| 1 0.707
C uo +
此电路的缺点： 1、带负载能力差。
0
H
截止频率
2、无放大作用。 3、特性不理想，边沿不陡。
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2mv）仍具有很高的放大倍数，LM108 和 LM101 均具有高输入阻抗、高
稳定度、失真度小、供电电压范围宽（±5V 至±20V）等特点。
采用 LM108 和 LM101 构成三运放仪表放大器的具体电路图如图
1 所示。
图中
R2=R3,R4=R5,R6=R7; 电 压 放 大 倍 数 由 公 式
Av=
● 【参考文献】
［1］ 乜 国 荃 ,方 祖 祥 .人 体 脉 搏 的 测 量 与 分 析 [J].上 海 生 物 医 学 工 程 ,2006（02）. ［2］ 燕 金 元 .关 于 几 种 无 创 测 量 血 压 方 法 的 探 讨 .1998（07）. ［3］罗 山 鹰 ，娄 文 忠 .一 种 用 于 人 体 脉 搏 的 信 号 采 集 系 统 .兵 工 自 动 化 ，2001（2）. ［4］童诗白，华成英.模拟电子技术基础.4 版.北京：高等教育出版社，2006.
1 信号的放大
1.1 仪表放大器简介
仪表放大器也称精密放大器，主要用于弱信号放大。
电子测量系统中，很多时候被测量的信号很弱（频率特别低，幅度
特别小），如人体脉搏信号等。 这些弱信号不能直接进行运算，滤波等
处理，必须进行放大。 并且这些弱信号往往要通过传感器取得，因此，
传感器的输出是放大器的信号源。 但是，大多数传感器的等效电阻不
五英寸数码管显示电路如图 4 所示。
图 4 五英寸数码管显示电路 电路连接五英寸数码管，通过排线与控制电路连接，五英寸的数 码管所需供电电压为 15V 左右， 通过含 BCD\ 七段锁存 \ 译码 \ 驱动 为一体的集成电路 CD4511 输 出 显 示 倒 计 时 。 CD4511 的 1、2、6、7 脚 为 BCD 码输入端，9 至 15 脚为输出端。 2 软件设计 程序流程图如图 5 所示。
4 小结
采 用 STC89C52 单 片 机 设 计 的 大 功 率 数 码 管 显 示 倒 计 时 系 统 实 现了智能的显示控制功能。 给系统加上断电保持功能，可以免去断电 以后电源恢复时进行复杂的校时。 另加两片 LM2576-ADJ 给大功率的 数码管输出电压，有着更高的可靠性和安全性。 虽 然 经 CD4511 译 码 出 来 的 “6”与 “9”字 形 不 够 好 看 ，可 外 接 一 些 电 路 把 “6” 和 “9” 的 另 一 笔 画加上，让观察者更容易辨认，消除数字混淆的麻烦。 科
人体脉搏的频率为 60～100 次/分钟， 约为 1Hz，（下 转 第 109 页 ）
103
科技信息
○机械与电子○
SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION
2011 年 第 11 期
图 3 三英寸数码管显示电路
在电源正常的情况下，系统开始启动，程序初始化，显示倒计时。 当倒计时的时间发生错误需要校正，则通过外部中断，停止倒计时的 运行，进行时间校正。 如果天数格 d 错误,则对天数格 d 进行校正；如 果小时格 h 错误，则按一天 24 小时对小时格 h 进行校正；同理可对分 格和秒格进行校正。 校正完成后，再通过外部中断，进行复位，则系统 可正常显示倒计时。
此外，从传感器获得的信号常常为差模小信号，并且含有较大共
模成分，其值有时候甚至远远大于差模信号。 因此，要求放大器具有较
强的共模信号抑制能力。
综上所述，仪表放大器除了要具有足够大的放大倍数外，还应该
具有较高的输入电阻和较高的共模抑制比。
1.2 仪表放大器在脉搏测量中的应用
三 运 放 仪 表 放 大 器 在 低 频 （1Hz 左 右 ）情 况 下 对 微 弱 电 压 信 号 （小 于
R6 R4
(1+ 2R2 R1
)
决定。 根据此公式和图 1 中所给参数，可算得此放大电路的电压放大
倍数为 1000。 在实验过程中我们发现，当供电电压为±10V时，输入频
率为 2Hz 幅值为 1mV 的正弦波时，调节电路参数，此放大电路输出频
率 为 2Hz 幅 值 约 为 1V 的 正 弦 波 ，即 放 大 倍 数 约 为 1000，波 形 失 真 极
是常量，它们随被测量的变化而变化。 因此，对于放大器而言，信号源
内阻
Rs
是变量，根据电压放大倍数的表达式A觶 us＝
Ri Rs＋Ri
·A觶 u
可知，放大
器的放大能力随信号大小而变化。 为了保证放大器对不同幅值信号具
有稳定的放大倍数，就必须使得放大器的输入电阻 Ri>>Rs，Ri 越大，因 信号源内阻变化引起的放大误差就越小。
3 系统调试
电路连接三英寸数码管，通过排线与控制电路连接，三英寸的数 码管所需电压为 12V 左右， 通过含 BCD\ 七段锁存 \ 译码 \ 驱动为一 体 的 集 成 电 路 CD4511 输 出 显 示 倒 计 时 。 CD4511 的 1、2、6、7 脚 为 BCD 码输入端，9 至 15 脚为输出端。
止频率由
R1C1
确 定 ， 其 计 算 公 式 为 :fc1 =
1 2πR1C1
代入数值计算得 fc1=0.08Hz
第二级的高端截止频率由
R4C3，其 计 算 公 式 为 ：fc2 =
2
姨
2
1 πR4
C3
代入数值计算得 fc2=10.2Hz。 总增益 G=50.4。
3 结束语
由 LM108 和 LM101 构成仪表放大器，放大倍数可达 400 倍，由于 所采用的传感器的输出电压值已经达数百微伏，只要选取合适的放大 倍数即可以在数字示波器上清楚地显示不失真的输出波形。 该放大器 是基于 OP07 的带通放大器， 理论上通频带宽是 0.1 赫兹至 10 赫兹， 由于诸多因素的影响，实际通频带宽为是 0.3 赫兹至 137.5 赫兹，但输 出的波形很好，几乎不受低频分量影响，电路能够正常稳定地工作。 测 得的脉搏波形与实际相符合。 简易脉搏信号调理电路用于对人体脉搏 信号进行调理，结构简单，工作稳定，造价较低，在脉搏采集中具有一 定的实用价值。 科
滤波器。 基于 OP07 的为带宽 0.1～10Hz 的带通滤波电路如图 2 所示。
该滤波电路由两级组成。 其中第一级为高通滤波器，第二级为低通滤
波器。 0.1Hz 以上的信号通过第一级到达第二级， 然后被第二级切除
10Hz 以上部分，从而完成带通滤波。 第 一 级 为 同 相 放 大 器 ，其 低 端 截
［责任编辑：王静］
图 5 程序流程图 ●
（上接第 103 页）不同的人的脉搏频率也可能不一样，所以频率为 1Hz
左右（本次设计我们取 0.1～2Hz）的 信 号 是 我 们 需 要 的 信 号 ，所 以 频 率
高于 2Hz 和低于 0 的信号都应该被滤除掉。 但由于元器件计出频率频带宽为 0.1Hz～10Hz 的带通
【关键词】仪表放大器；带通滤波器；脉搏测量；电源
0 引言
人体脉搏含有大量反映人体健康状况的信息，通过分析人体脉搏 信息来诊断病症，是传统中医学中的重要部分。 当代以来，随着电子技 术和计算机技术的发展，人们能够将人体脉搏信号提取出来，直观地 显示在各种显示器上。 特别是人体脉搏测量仪的出现，大大地推动了 医学的发展，为人类的健康做出了巨大贡献。 人们通过观察和分析人 体脉搏波形，能够更快更精确地诊断各种病症。 当前，虽然人们已经制 造出了各种各样的脉搏测量仪，但人们对脉搏测量仪的进一步研究依 然在火热进行中， 这对人体脉搏测量仪调理的电路的要求也越来越 高，简单、性能稳定等都是表征电路的标准。
科技信息
○机械与电子○
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2011 年 第 11 期
简易人体脉搏信号调理电路的设计
张凌飞 刘承桥 王 岩 (青海民族大学物理与电子信息工程学院 青海 西宁 810007)
【摘 要】 三运放仪表放大器具有放大倍数高， 波形失真度小， 且输入阻抗高等特点， 一直作为工业标准被用于那些要求高增益或高 CMMR 等的精密应用场合，如传感器接口、低功耗医疗仪器等。 但是，三运放仪表放大器的应用在单电源场合具有较大局限性 。 本文阐述了基 于 LM108 的三运放仪表放大器在脉搏测量中的应用，并对此类三运放仪表放大器的供电问题给出了解决方案 。 此外，由于人体脉搏信号的频 率约为 1Hz，所以需要用滤波器对所采集到的信号进行滤波。 基于此，本文还简单介绍了基于 OP07 的带通滤波器。
● 【参考文献】
［1］杨智敏,侯传教.单片式开关稳压器 LM2576-ADJ 及其应用[J].移 动 电 源 与 车 辆 ，2004(1):33-34． ［2］ 李建波. 基于 STC89C52 单片机的电子密码锁 [J]. 现在电子技术,2008(23): 154-156． ［3］姚 永 平 .STC89C51RC/RD+系 列 单 片 机 用 户 手 册 [EB/OL]. 宏 晶 科 技 .http://www. mcu ,2006． ［4］ 周 海 .八 路 数 字 显 示 抢 答 器 [J].电 子 制 作 ,1999(19):33-35．
人体脉搏信号仅为微伏级， 即使经过性能优越的传感器采集出 来，也只有毫伏级。 为了方便后续电路对脉搏信号的处理，经过传感器 采集到的脉搏信号必须经过放大电路的放大处理。 但是人体脉搏信号 频 率 很 低 （人 体 的 正 常 脉 率 为 60～100 次/分 钟 ，即 1～1.67Hz），所 以 要 求用来放大脉搏信号的放大器除了具有较高的输入电阻和较高的共
小；当供电电压为±5V，输入频率为 2Hz 幅值为 1mV 的正弦波时，调节
电路参数，此放大电路输出频率为 2Hz 幅值约为 400mV 的正弦波，即
放大倍数约为 400，波形失真极小。 本次取得的脉 搏 信 号 经 过 400 倍
的放大，足够满足后续电路的要求。 由 于 其 他 部 电 路 距 采 用 5V 电 源