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可以监测微弱的电信号的生物监测仪
发布时间:2021-02-23
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可以监测微弱的电信号的生物监测仪
发布时间:2021-02-23
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生物监测仪是一种小型设备,可以测量由人体或器官(心脏,大脑,肌肉,眼睛)产生的非常微弱的电信号(幅度只有几微伏)。Biomonitor通过蓝牙将测量的信号发送到PC或手机。它最初是为PalCom项目(丹麦奥尔胡斯大学)设计的,后来还用于脑机接口的研究。

生物监测器中的所有电路均在3.3V电压下运行。为了使用一个1.5V电池或1.2V NiCd / NiMH电池DC / DC转换器为生物监测器供电。生物监测器的模拟和数字部分具有独立的电源(VA和VD)。为了使放大器正常工作,使用ADC参考电压形成虚拟地(VREF)。

生物信号放大器

微弱的生物电信号被三级差分放大器放大和滤波。它的第一级包含精密仪表放大器INA118 / INA126(见图)。来自测量输入(CH +和CH-)的共模电压被缓冲,然后由参比电极驱动器使用。下一阶段是通过槽RC高通滤波器连接的,以去除直流分量。最后一级由带通滤波器组成,其最高截止频率约为60Hz,因此建议使用200Hz的采样频率以避免混叠。

参比电极驱动器

来自两个通道的共模电压用于驱动参比电极。即使仪表放大器的CMRR不足,它也可以使测量输入上的共模电压降至最低,从而减少测量信号中的干线干扰。

蓝牙模块

为了无线传输所有数据,使用了Bluegiga的WRAP THOR模块。它是具有蓝牙堆栈和ASCII接口固件的完整蓝牙无线电,这使得蓝牙堆栈对于应用程序是不可见的。该模块通过UART端口与微控制器通信。所有蓝牙操作(例如搜索设备,建立和释放连接等)均通过发送简单命令(例如INQUIRY,CALL)来完成。建立连接后,将按照有线串行连接的方式发送和接收数据。

中央处理器

生物监控器由8位RISC微控制器ATmega8L控制。它配备了8kB的FLASH程序存储器,1kB的SRAM,UART,带有内部2.56V参考电压的8通道10位ADC和SPI串行接口,可轻松上传新固件。ADC的输入0和1(引脚ADC0和ADC1)连接到差分放大器。ADC(ADC6)的通道6用于测量电池状态。电源单元使用引脚AREF上可用的内部基准电压。 蓝牙模块连接到微控制器的UART引脚(RXD和TXD)和PD2引脚(BT模块的RESET_IN)。PD3引脚(INT1)连接到用户按钮。扩展板/编程器连接器上提供SPI引脚,RESET,ADC2至ADC5和一些I / O引脚。 CPU使用外部7.3728MHz晶体谐振器来正确生成UART的标准传输频率(例如115200bits / s)。

外文原文:点击原文

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