由上图可知,示波器的信道1接函数发生器的输入端,用来检测信号是否正常,信号发生器与示波器共地,信道2接放大器AD620AN的输出端口,检测输出波形,芯片的1号和8号管脚用来接电阻控制增益,5号口接地,4号和7号口接直流电源,我们预期的结果是放大器可以将信号放大到8倍左右,所以其检测结果如图3.3所示。
图3.3 前置放大器AD620AN的输入输出波形
由上图可知,2信道的输出电压为16.8mV,则可以计算出其放大倍数为:
(1.5)
通过计算,可以认为我们的仿真结果与设计的预期要求基本符合,而且由图可知,放大器效果比较理想,可以满足本设计的要求。
4.5 右腿驱动电路的调试与分析
如前面所说,我们在电路中设置了补偿电路,一个是为了抵消人体信号源中的各种噪声干扰,其中有工频干扰等,还有一个是为了右腿驱动,把信号返回给右腿以形成完整的回路,虽然说AD620AN芯片的共模抑制比比较的高,但是当接入其它的电路时,其共模抑制比就会变的比较的低,所以当我们在考虑提高共模抑制比的同时,也需要考虑用直接降低共模信号的放大来提高共模抑制比的值,所以右腿驱动电路就是一个很好的降低抑制共模信号的方法,把反向放大器AD705JN的输出端连接到右腿,并和主放大器AD620AN相连,从而可以将共模信号抑制1+K倍(K为反向放大器AD705JN的增益),从而有效的降低了共模信号。在这里,我们用也是用泰克示波器来观察结果,信道1接右腿驱动电路的输出,观察输出的结果,信道2接放大器AD620AN的输出端口,信道3接函数信号发生器观察输入信号是否正确,接地端口由其要注意,否则会导致仿真出现错误或是数据异常,所以补偿电路模块的电路原理图及仿真结果如图3.4、3.5所示。
图3.4 补偿电路测试电路原理图
图3.5 补偿电路仿真输入输出波形
如测试结果可知,共模信号输出很小,符合设计要求,信号发生器的输入正常,放大器AD620AN的输出也在允许范围内,所以满足本设计的要求。
4.6 滤波电路的调试与分析
根据本设计的要求,因为我们使用的都是干电池供电,所以我们不需要考虑50Hz的工频干扰,在这一模块,我们只需要设计一个低通滤波器,去除100Hz以上的频率干扰,在这一模块的仿真中,我们使用了波特仪来进行频率的测量,我们还是使用正弦波作为输入信号,幅度为-2~+2mV,设定的频率为10Hz,将输入端口的负端接地,用泰克示波器观察输出波形,用波特仪分别连接电路的输入端和输出端,负端口接地,电路原理图如图3.6所示。
图3.6 滤波模块测试的电路原理图
通过波特仪的仿真图如图3.7所示。如图所示,我们可以得出,当衰减为-3db左右时,截止频率为101.67Hz,基本满足设计的要求。
图3.7 滤波模块波特仪仿真结果
与此同时,泰克示波器的仿真结果如图3.8所示。由图可知,当信号通过低通滤波器之后,可以看到信道2的波形并没有产生明显的失真情况,波形的幅度也没有发生较大的放大或者缩小,都在允许的误差范围内,所以,我们可以认为,信号在通过我们所设计的低通滤波器之后,波形或是幅度都没有发生变化,这一点是符合本设计的要求的。
图3.8 滤波模块输入输出的泰克示波器波形
4.7 增益放大电路的调试与分析
在本模块的仿真过程中,同样还是用正弦波作为输入信号,因为在之前的前置放大电路模块中,我们已经将信号放大了8倍左右,所以在此我们要将输入信号幅度设置为-16mV~+16mV,设定的频率同样是10Hz,利用泰克示波器观察期输出波形,电路原理图如图3.9所示。 51单片机的心电信号采集处理系统+电路图+封装图(13):http://www.751com.cn/zidonghua/lunwen_2206.html