生物医学信号采集、预处理以及采样定理 医学信号处理的流程 由传感器完成 获取信号 模拟部分 包括信号放大、 对信号进行预处理 滤波等。由放 大器、滤波器 等完成。 模数接口部分 对信号进行数字化 将模拟信号离散化和 数量化。由ADC完成。 数字部分 计算机信号处理 完成信号分析、 识别、特征提取 等以及显示结果
生物医学信号采集、预处理以及采样定理 医学信号处理的流程 获取信号 对信号进行预处理 对信号进行数字化 计算机信号处理 由传感器完成 包括信号放大、 滤波等。由放 大器、滤波器 等完成。 将模拟信号离散化和 数量化。由ADC完成。 完成信号分析、 识别、特征提取 等以及显示结果 模拟部分 数字部分 模数接口部分
信号放大：放大器 (Signal amplification:amplifier) 高性能的放大器是获得生物医学信号的关键设备之一。 对于医学放大器首要的是其安全性。保证安全性的关键技术隔 离、浮置： (1)隔离(isolation): 接入人体的测量回路与其余电路隔离。 隔离技术有光隔离、变压器隔离、场隔离（采用发射与接收 分离的方式) 。 (2)浮置(oatation):检查床和设备有良好的本地接地 （接 地电阻<0.12)，与人体测量回路不能共地
信号放大:放大器 (Signal amplification：amplifier) 高性能的放大器是获得生物医学信号的关键设备之一。 对于医学放大器首要的是其安全性。保证安全性的关键技术隔 离、浮置： （1）隔离(isolation)：接入人体的测量回路与其余电路隔离。 隔离技术有光隔离、变压器隔离、场隔离（采用发射与接收 分离的方式）。 （2）浮置(floatation)：检查床和设备有良好的本地接地（接 地电阻<0.1Ω），与人体测量回路不能共地
放大器的主要性能参数有(6个)： 1.共模抑制比(CMRR:Common Mode Rejection Ratio):定义为差模信号放大倍数与共模信号放大倍数 之比。通常用分贝(dB)数表示。如CMRR=90dB,表 示差模信号放大倍数与共模信号放大倍数之比为109：1。 2.放大倍数(Amplification):输出信号幅度与输入信号 幅度之比。 3.时间常数(Time Constant)):达到最大响应的0.707倍 所需的时间，单位为秒，通常用电路的等效电阻和电容 的乘积(RC)来表示。 类似意义的参数是低端截止频率（赫兹）。低端截止频率 与时间常数的关系为：fr=(I/2πI/RC2
放大器的主要性能参数有（6个）： 1 . 共模抑制比 ( CMRR: Common Mode Rejection Ratio):定义为差模信号放大倍数与共模信号放大倍数 之比。通常用分贝（dB）数表示。如CMRR = 90dB, 表 示差模信号放大倍数与共模信号放大倍数之比为109：1。 2.放大倍数(Amplification)：输出信号幅度与输入信号 幅度之比。 3.时间常数(Time Constant)：达到最大响应的0.707倍 所需的时间，单位为秒，通常用电路的等效电阻和电容 的乘积(RC)来表示。 类似意义的参数是低端截止频率(赫兹)。低端截止频率 与时间常数的关系为：f rc = (1/2π)(1/RC)1/2
4.高端截止频率(high cutoff frequency)):高、低端截止 频率之间的频率范围称为放大器的通带宽度，简称带宽， 单位为赫兹。 5.线性(linearity):输出信号的幅度和相位与输入的对 应量有线性关系。 6.输入阻抗(input impedance):放大器的输入电压与 输入电流之比。医学放大器要求有高的输入阻抗，如 一般的几M2(1062),G2(1092),甚至T2(10122)的 量级
4.高端截止频率(high cutoff frequency):高、低端截止 频率之间的频率范围称为放大器的通带宽度,简称带宽， 单位为赫兹。 5.线性(linearity):输出信号的幅度和相位与输入的对 应量有线性关系。 6.输入阻抗(input impedance): 放大器的输入电压与 输入电流之比。医学放大器要求有高的输入阻抗，如 一般的几MΩ(106Ω),GΩ(109Ω), 甚至TΩ(1012Ω)的 量级
选用医学信号放大器总体要求： (1)高输入阻抗（生物信号源是高内阻的微弱信号源， 所以需要放大器也是高阻抗，以达到阻抗匹配，否则会 出现低频失真。) (2)高共模抑制比（目的：抑制人体所携带的工频干扰 及所测量参数以外的其他生理作用的干扰) (3)低噪声和低漂移（目的：提高测量的信噪比) (4)设置保护电路（保护被测量人体的安全）
选用医学信号放大器总体要求： （1）高输入阻抗（生物信号源是高内阻的微弱信号源， 所以需要放大器也是高阻抗，以达到阻抗匹配，否则会 出现低频失真。） （2）高共模抑制比（目的：抑制人体所携带的工频干扰 及所测量参数以外的其他生理作用的干扰） （3）低噪声和低漂移（目的：提高测量的信噪比） （4）设置保护电路（保护被测量人体的安全）