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六通道数据采集及处理系统的研制

发布时间:2020-07-09 发布时间:
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1 引言

单片计算机应用系统在生物医学微信号的采集及处理方面具有广阔的应用前景。本文介绍我们根据实际需要研发的一款六通道数据采集处理的单片计算机应用系统,共生产样机两台,都投入了实际应用。该系统分别对六个来自传感器的微弱电信号进行放大,经A/D转换器转换为数字信号,在PC机的控制下,用单片计算机对这些数据进行初步的处理,然后把这些数据传送给PC机。通过选择不同的传感器,系统可用于各种生物医学微信号的采集及处理,具有一定的通用性。

2 系统硬件电路的设计


图1 系统组成方框图

如图1所示,系统由传感器、微信号放大、A/D转换、单片计算机接口、串行通信等部分组成。来自传感器的微弱电信号经信号放大电路放大后送入A/D转换器,此电信号经A/D转换器转换成数字信号后送入单片计算机进行初步的数字处理,并经串行通信接口传送给PC机。同时,PC机的指令也可通过串行通信接口传送给单片计算机。

现将系统各部分分别介绍如下:

2.1 微信号放大电路

微信号放大电路采用美国Burr-Brown公司生产的精密数据放大器INA118。该运放具有精度高、温漂低的特点,其内部结构如图2所示[1]。

INA118有八只脚,第1、8脚间外接一放大倍数控制电阻Rg,3、2脚分别为正、反向输入端,7、4脚为+5V、-5V电源输入端,6脚为输出端,5脚为参考电压端,一般与地相接。


图2 INA118内部结构图

A1、A2、Ra、Rb和Rg组成第一级放大电路,根据运算放大器的“虚短”特性,有VA=VIN-,VB=VIN+。所以流过Rg的电流为

A3、Rc、Rd、Re和Rf组成第二级放大电路,此级为一差分放大电路,由于Rc=Rd,Re=Rf,故其电压放大倍数为[2]



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