简易心电图仪设计报告

电子技术实验II 综合设计实验任务书（一）基本信息院系名称电子与控制工程学院课程名称电子技术实验II实验名称简易心电信号放大器设计指导教师薛瑞人数实验班级B132A1、B132A2实验类型综合设计实验学时12实验地点教10-315实验目的本次实验的主要目的是使学生在学习了模拟电子技术课程之后，进一步提高电子技术的综合应用能力，增强对放大电路、滤波电路、信号调理电路和直流电源等模拟电路的应用与设计训练。通过综合设计实验能够使学生了解电子系统的设计方法和流程，熟练应用计算机软件进行电子系统辅助设计；同时使学生具备系统地理解模电理论知识并应用于实践、分析实验中出现的各种问题并提出解决方案的能力。实验任务和要求设计任务设计一个简易的心电信号（ECG）放大器，可以测量人体心电信号并放大，经过后续电路处理后在示波器上显示出来。主要技术要求：1 差模电压增益倍，误差；2 共模抑制比60dB，共模输入电压范围V3 带宽为0.05Hz200Hz，误差Hz；4 差模输入阻抗M，输出电压动态范围大于V；图1 人体心电信号波形示意图5 能在示波器上较清晰地显示心电波形，心电波形大致如图1所示。设计原理简介人体心电信号幅值约为50V5mV，属于微弱信号，因此要求心电信号监测电路具有较高的电压增益；心电信号频带范围为0.05Hz100Hz；人体是心电信号的信号源，人体电阻、检测电极与皮肤的接触电阻等为信号源内阻，一般为几十千欧，为了减轻微弱的心电信号在内阻上的衰减，要求心电放大器具有很高的输入阻抗；另外人体相当于一个导体，会受到包括50Hz工频干扰在内的各种电磁信号的干扰，因此要求心电放大器具有较高的共模抑制比，并且具有低噪声、低漂移等特性。本设计侧重于弱信号检测，涵盖了放大器设计、噪声抑制、有源滤波的技术。系统结构如图2所示。设计核心在于符合要求的放大电路设计，采用仪用放大器作为前置级较为适宜；同时为了消除高、低频噪声并进一步提高电压增益，还应设计有源滤波电路作为后续电路。图2 人体心电信号放大器系统结构示意图实验要求基本要求：1. 根据设计任务要求，查阅有关的参考资料，确定系统设计方案2画出电路原理图；计算并初步确定电路元件及其参数，列出所需器件清单3. 依据确定的实验设计方案，完成设计电路的计算机仿真4在面包板上安装实验电路，检测并调试电路，使其满足设计要求，记录测量数据；5分析实验中出现的问题和故障，找出原因，修改方案，6总结实验过程、实验结论、出现的问题以及解决的方法等，形成完整的实验报告（论文）。 (应包括设计原理、设计步骤、所用元件与仪器仪表、实验实施步骤等)较高要求：1 设计系统PCB版图2 安装、焊接、调试电路实现设计任务现有器件及仪器直流稳压电源、示波器、交流毫伏表、万用表；集成运放：op7、uA741、LM324电阻、电解电容；50k、100k电位器说明：如果需要其它器件，需自备或提前声明。评分标准满分100分。其中，资料的查阅与分析15分，实验方案的设计20分，实验操作技能15分，实验结果15分，实验结果分析20分，实验报告撰写15分。1 实验目的： 使学生在学习了模拟电子技术课程之后，进一步提高电子技术的综合应用能力，增强对放大电路、滤波电路、信号调理电路和直流电源等模拟电路的应用与设计训练。通过综合设计实验能够使学生了解电子系统的设计方法和流程，熟练应用计算机软件进行电子系统辅助设计；同时使学生具备系统地理解模电理论知识并应用于实践、分析实验中出现的各种问题并提出解决方案的能力二实验设备： 直流稳压电源、示波器、交流毫伏表、万用表； 集成运放：op7、uA741、LM324 电阻、电解电容；50k、100k电阻3 设计电路图及参数选取：4 数据记录及数据分析：5 实验总结： 面对一个新的知识点，需要自己查询资料，对心电的设计有一个充分的了解，尤其是设计过程中遇到的新知识点，了解各项设计的优缺点，并且进行比较，选择最可行的方案。在电阻的选择方面，不但需要满足设计需求，还需要注意所选择的电阻是否存在。增强对放大电路、滤波电路、信号调理电路和直流电源等模拟电路的应用与设计。试验过程中也出现过一些问题，每一部分的放大器都