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随着微电子学的快速发展，脑机接口(BCI)技术应运而生，它是在人(或动物)脑与外部设备间建立的连接通路。早在1975年Ranck等人通过电刺激来寻找哺乳动物的中枢神经系统兴奋部分[1]。Tehovnik于1996年通过电刺激神经组织引起行为反应[2]。AndréA. Fenton等人也在1996年用模式识别技术验证单个神经元的行为和活动的相关性[3]。Iyad Obeid等人于2004年记录清醒状态下猕猴的单个神经元活动[4]。目前生物脑电有线方式测量精度相对较高,但由于限制了动物的运动范围，测量过程中可能会发生导线缠绕或者被动物撕咬等情况[3]。无线方式可使动物活动范围变大，但采集器受到了测量精度、带宽、体积、重量和电池供电时间等因素的制约[4]。本文给出了新型无线脑电遥测系统，并将该系统应用于大鼠实验。实验结果表明，该系统具有测量精度高、带宽宽、体积小、工作时间长、不易被动物撕咬等优点。
1 系统原理
整个系统包括脑电信号前置放大器、带通滤波器、50 Hz陷波器、无线发射单元、无线接收单元、电源管理、显示存储部分。测量电极采集到自由活动状态下的脑电信号并输入至前置放大器,再通过一个带通滤波器后输出脑电信号，进入无线单片机NRF24LE1进行模数转换并发送。接收端同样采用NRF24LE1,接收到发射端的信号后解调输出到显示部分并记录。系统原理如图1所示。
2 系统硬件设计
2.1滤波器组设计
生物信号源本身是微弱信号源，通过电极提取呈现出不稳定的高内阻性质[5]。根据生物信号的特点，对生物电前置放大器要求高输入阻抗、高共模抑制比、低噪声、低漂移等[6]。为满足上述指标,本文选择AD620作为脑电信号前置放大器，系统设定前置放大器的电压增益为8，同时为避免极化电压使前置放大器进入饱和状态,在输入端加入隔直电容。动物脑电信号频率范围为0.5 Hz~100 Hz，考虑到国内市电50 Hz的工频干扰，在滤波器组中加入50 Hz陷波器，3个滤波器进行级联得到所需的滤波器组。采用运算放大器实现高通、低通和陷波，一个运放LM324芯片即可实现滤波器组设计。脑电采集电路及其幅频特性曲线如图2(a)、图2(b)所示， 其中图2(b)为实际测得曲线。高通滤波器的下限截止频率为：
根据式(7)，近千倍的放大倍数可以?滋V级的生物信号放大至mV级，达到单片机AD采样精度。
图2 EEG采集电路及其幅频特性曲线
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