CN204723059U - 一种采集脑电信号的电路 - Google Patents
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Abstract
一种采集脑电信号的电路，包括前置放大电路，前置放大电路的输入是脑电极接收到的微弱脑电电压信号，前置放大电路的输出依次通过高通滤波电路、50Hz带通滤波电路、低通滤波电路和后置放大电路的输入连接，后置放大电路的输出为脑电放大信号，前置放大电路输出的是经过放大后的模拟电压信号，经过高通滤波电路滤掉了直流成分,再通过50Hz带通滤波电路滤掉了微弱脑电电压信号中的电源50Hz工频干扰，然后通过低通滤波电路滤掉了高频信号，给后置放大电路输入的是平均幅值仍在mV级的脑电信号，最后通过后置放大电路的放大，输出的是终脑电放大信号，本实用新型具有电路调试方便，采集效果良好的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及脑电信号检测仪技术领域，具体涉及一种采集脑电信号的电路。
背景技术
脑电信号检测仪是一种微弱信号采集并提取信号特征进行相关分析的医疗检测设备,其采集信号***的电路是仪器的重要组成部分，电路的设计直接影响着设备的检测性能和便携性。但是由于已有的产品要么电路复杂导致仪器体积庞大，要么选用电子元器件陈旧直接影响着仪器的性能，极大的限制了它在无创医学检测中的优势。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的是提供一种采集脑电信号的电路，结构简单,提高了信号的精度。
为了达到上述目的，本实用新型采取的技术方案为：
一种采集脑电信号的电路，包括前置放大电路，前置放大电路的输入是脑电极接收到的微弱脑电电压信号，前置放大电路的输出和高通滤波电路的输入连接，高通滤波电路的输出和50Hz带通滤波电路的输入连接，50Hz带通滤波电路的输出和低通滤波电路的输入连接，低通滤波电路的输出和后置放大电路的输入连接，后置放大电路的输出为脑电放大信号。
所述前置放大电路包括两个同相并联的仪表放大器U1、仪表放大器U2和运算放大器U3，仪表放大器U1的引脚2和引脚3分别连接脑电极耳部和头部的信号线,仪表放大器U1的引脚8连接电容C1、电阻R4一端，电容C1的另一端连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端和电阻R3的一端、仪表放大器U1的引脚1连接，电阻R3的另一端和电阻R4的另一端连接，电容C1、电阻R2、电阻R3和电阻R4构成的RC回路，仪表放大器U1的引脚5和引脚6分别连接仪表放大器U2的引脚2和引脚3，仪表放大器U2的引脚1和引脚8连接电阻R1的两端,仪表放大器U2的引脚6接高通滤波电路模块中的电容C2，运算放大器U3的引脚2和引脚6连接，运算放大器的引脚3接在电阻R3和电阻R4之间；仪表放大器U1、仪表放大器U2以及运算放大器U3的引脚4和引脚7分别连接2.2V直流电源的负正极，所述的仪表放大器U1、U2使用的芯片是INA128，运算放大器U3使用的芯片是OP37G。
所述的高通滤波电路模块包括电容C2，电容C2另一端接电容C3、电阻R5一端，电容C3的另一端连接电阻R6一端、运算放大器U4B的引脚5，电阻R6的另一端接电阻R7一端，电阻R7的另一端接电阻R8一端、运算放大器U4B的引脚6，运算放大器U4B的引脚7接电阻R5的另一端、电阻R8的另一端、和50Hz带通滤波器电路模块的电容C4、电阻R9的一端，并接地，运算放大器U4B使用的芯片是TLC2252。
所述的50Hz带通滤波器电路模块包括电容C4，电容C4的另一端接电容C5、电阻R11的一端,电阻R9的另一端接电阻R10、电容C6、电容C7的一端，电容C5的另一端接运算放大器U5A的引脚3、电阻R10的另一端，运算放大器U5A的引脚2接电阻R12,的一端，电阻R12的另一端接电阻R13、运算放大器U6B的引脚5，电阻R13的另一端接地，运算放大器U5A的引脚8、引脚4分别接2.2V直流电源VCC+、VCC-；电阻R11的另一端接电容C6、电容C7的另一端以及运算放大器U6B的引脚6、引脚7，运算放大器U5A的引脚1接低通滤波器电路模块的电阻R14一端，运算放大器U6B使用的芯片是TLC2252，运算放大器U5A使用的芯片是AD420。
所述的低通滤波器电路模块包括电阻R14，电阻R14另一端接电容C8、电阻R15一端,电阻R15的另一端接电容C9一端、运算放大器U7B的引脚5,电容C9的另一端接地，运算放大器U7B的引脚6接电阻R16、电阻R17一端,电阻R16的另一端接地，2.8V的直流电源VCC的接运算放大器U7B的引脚4、电容C10一端，电容C10的另一端接运算放大器U7B的引脚8，运算放大器U7B的引脚8接地，电容C8、电阻R17的另一端接运算放大器U7B的引脚7，运算放大器U7B的引脚7接后置级放大电路模块的电阻R18一端，运算放大器U7B使用的芯片是TLC2252。
所述的后置级放大电路模块包括电阻R18，电阻R18的另一端接运算放大器U8A的引脚2、电位器R20，电位器R20的另一端接电阻R21、运算放大器U8A的引脚1，运算放大器U8A的引脚8、引脚4分别接2.2V直流电源VCC+、VCC-；运算放大器U8A的引脚3接电容C11、电阻R19一端、并接地，电容C11的另一端连接电阻R19的另一端，电阻R21的另一端为输出信号接上位机的输入端，运算放大器U8A使用的芯片是AD420。
本实用新型的优点：
采用二级放大，三级滤波脑电信号检测及特征提取，解决了50Hz工频的干扰，共模抑制比高，抗干扰强。具有电路调试方便，采集效果良好，平均幅值50μV的脑电信号经放大后幅值可达1～4V之间，可满足常规采集卡对模拟信号输入的范围要求，结构简单，体积小，重量轻，成本低，应用前景广泛。
附图说明
图1是本实用新型结构框图。
图2是本实用新型前置级放大电路模块原理图。
图3是本实用新型高通滤波电路模块原理图。
图4是本实用新型50Hz陷波电路模块原理图。
图5是本实用新型低通滤波电路模块原理图。
图6是本实用新型后置级放大电路模块原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细说明：
如图1所示，一种采集脑电信号的电路，包括前置放大电路，前置放大电路的输入是脑电极接收到的微弱脑电电压信号，前置放大电路的输出和高通滤波电路的输入连接，高通滤波电路的输出和50Hz带通滤波电路的输入连接，50Hz带通滤波电路的输出和低通滤波电路的输入连接，低通滤波电路的输出和后置放大电路的输入连接，后置放大电路的输出为脑电放大信号，前置放大电路输出的是经过放大后的模拟电压信号，经过高通滤波电路滤掉了直流成分,再通过50Hz带通滤波电路滤掉了微弱脑电电压信号中的电源50Hz工频干扰，然后通过低通滤波电路滤掉了高频信号，给后置放大电路输入的是平均幅值仍在mV级的脑电信号，最后通过后置放大电路的放大，输出的是终脑电放大信号。
如图2所示，所述前置放大电路包括两个同相并联的仪表放大器U1、仪表放大器U2和运算放大器U3，仪表放大器U1的引脚2和引脚3分别连接脑电极耳部和头部的信号线,仪表放大器U1的引脚8连接电容C1、电阻R4一端，电容C1的另一端连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端和电阻R3的一端、仪表放大器U1的引脚1连接，电阻R3的另一端和电阻R4的另一端连接，电容C1、电阻R2、电阻R3和电阻R4构成的RC回路，仪表放大器U1的引脚5和引脚6分别连接仪表放大器U2的引脚2和引脚3，仪表放大器U2的引脚1和引脚8连接电阻R1的两端,仪表放大器U2的引脚6接高通滤波电路模块中的电容C2，运算放大器U3的引脚2和引脚6连接，运算放大器的引脚3接在电阻R3和电阻R4之间；仪表放大器U1、仪表放大器U2以及运算放大器U3的引脚4和引脚7分别连接2.2V直流电源的负正极，所述的仪表放大器U1、U2使用的芯片是INA128，运算放大器U3使用的芯片是OP37G。
如图3所示，所述的高通滤波电路模块包括电容C2，电容C2另一端接电容C3、电阻R5一端，电容C3的另一端连接电阻R6一端、运算放大器U4B的引脚5，电阻R6的另一端接电阻R7一端，电阻R7的另一端接电阻R8一端、运算放大器U4B的引脚6，运算放大器U4B的引脚7接电阻R5的另一端、电阻R8的另一端、和50Hz带通滤波器电路模块的电容C4、电阻R9的一端，并接地，运算放大器U4B使用的芯片是TLC2252。
如图4所示，所述的50Hz带通滤波器电路模块包括电容C4，电容C4的另一端接电容C5、电阻R11的一端,电阻R9的另一端接电阻R10、电容C6、电容C7的一端，电容C5的另一端接运算放大器U5A的引脚3、电阻R10的另一端，运算放大器U5A的引脚2接电阻R12,的一端，电阻R12的另一端接电阻R13、运算放大器U6B的引脚5，电阻R13的另一端接地，运算放大器U5A的引脚8、引脚4分别接2.2V直流电源VCC+、VCC-；电阻R11的另一端接电容C6、电容C7的另一端以及运算放大器U6B的引脚6、引脚7，运算放大器U5A的引脚1接低通滤波器电路模块的电阻R14一端，运算放大器U6B使用的芯片是TLC2252，运算放大器U5A使用的芯片是AD420。
如图5所示，所述的低通滤波器电路模块包括电阻R14，电阻R14另一端接电容C8、电阻R15一端,电阻R15的另一端接电容C9一端、运算放大器U7B的引脚5,电容C9的另一端接地，运算放大器U7B的引脚6接电阻R16、电阻R17一端,电阻R16的另一端接地，2.8V的直流电源VCC的接运算放大器U7B的引脚4、电容C10一端，电容C10的另一端接运算放大器U7B的引脚8，运算放大器U7B的引脚8接地，电容C8、电阻R17的另一端接运算放大器U7B的引脚7，运算放大器U7B的引脚7接后置级放大电路模块的电阻R18一端，运算放大器U7B使用的芯片是TLC2252。
如图6所示，所述的后置级放大电路模块包括电阻R18，电阻R18的另一端接运算放大器U8A的引脚2、电位器R20，电位器R20的另一端接电阻R21、运算放大器U8A的引脚1，运算放大器U8A的引脚8、引脚4分别接2.2V直流电源VCC+、VCC-；运算放大器U8A的引脚3接电容C11、电阻R19一端、并接地，电容C11的另一端连接电阻R19的另一端，电阻R21的另一端为输出信号接上位机的输入端，运算放大器U8A使用的芯片是AD420。
以上所述的具体实施方式，上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不局限于本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改，等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种采集脑电信号的电路，包括前置放大电路，前置放大电路的输入是脑电极接收到的微弱脑电电压信号，其特征在于：前置放大电路的输出和高通滤波电路的输入连接，高通滤波电路的输出和50Hz带通滤波电路的输入连接，50Hz带通滤波电路的输出和低通滤波电路的输入连接，低通滤波电路的输出和后置放大电路的输入连接，后置放大电路的输出为脑电放大信号。
2.根据权利要求1所述的一种采集脑电信号的电路，其特征在于：所述前置放大电路包括两个同相并联的仪表放大器U1、仪表放大器U2和运算放大器U3，仪表放大器U1的引脚2和引脚3分别连接脑电极耳部和头部的信号线,仪表放大器U1的引脚8连接电容C1、电阻R4一端，电容C1的另一端连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端和电阻R3的一端、仪表放大器U1的引脚1连接，电阻R3的另一端和电阻R4的另一端连接，电容C1、电阻R2、电阻R3和电阻R4构成的RC回路，仪表放大器U1的引脚5和引脚6分别连接仪表放大器U2的引脚2和引脚3，仪表放大器U2的引脚1和引脚8连接电阻R1的两端,仪表放大器U2的引脚6接高通滤波电路模块中的电容C2，运算放大器U3的引脚2和引脚6连接，运算放大器的引脚3接在电阻R3和电阻R4之间；仪表放大器U1、仪表放大器U2以及运算放大器U3的引脚4和引脚7分别连接2.2V直流电源的负正极，所述的仪表放大器U1、U2使用的芯片是INA128，运算放大器U3使用的芯片是OP37G。
3.根据权利要求1所述的一种采集脑电信号的电路，其特征在于：所述的高通滤波电路模块包括电容C2，电容C2另一端接电容C3、电阻R5一端，电容C3的另一端连接电阻R6一端、运算放大器U4B的引脚5，电阻R6的另一端接电阻R7一端，电阻R7的另一端接电阻R8一端、运算放大器U4B的引脚6，运算放大器U4B的引脚7接电阻R5的另一端、电阻R8的另一端、和50Hz带通滤波器电路模块的电容C4、电阻R9的一端，并接地，运算放大器U4B使用的芯片是TLC2252。
4.根据权利要求1所述的一种采集脑电信号的电路，其特征在于：所述的50Hz带通滤波器电路模块包括电容C4，电容C4的另一端接电容C5、电阻R11的一端,电阻R9的另一端接电阻R10、电容C6、电容C7的一端，电容C5的另一端接运算放大器U5A的引脚3、电阻R10的另一端，运算放大器U5A的引脚2接电阻R12,的一端，电阻R12的另一端接电阻R13、运算放大器U6B的引脚5，电阻R13的另一端接地，运算放大器U5A的引脚8、引脚4分别接2.2V直流电源VCC+、VCC-；电阻R11的另一端接电容C6、电容C7的另一端以及运算放大器U6B的引脚6、引脚7，运算放大器U5A的引脚1接低通滤波器电路模块的电阻R14一端，运算放大器U6B使用的芯片是TLC2252，运算放大器U5A使用的芯片是AD420。
5.根据权利要求1所述的一种采集脑电信号的电路，其特征在于：所述的低通滤波器电路模块包括电阻R14，电阻R14另一端接电容C8、电阻R15一端,电阻R15的另一端接电容C9一端、运算放大器U7B的引脚5,电容C9的另一端接地，运算放大器U7B的引脚6接电阻R16、电阻R17一端,电阻R16的另一端接地，2.8V的直流电源VCC的接运算放大器U7B的引脚4、电容C10一端，电容C10的另一端接运算放大器U7B的引脚8，运算放大器U7B的引脚8接地，电容C8、电阻R17的另一端接运算放大器U7B的引脚7，运算放大器U7B的引脚7接后置级放大电路模块的电阻R18一端，运算放大器U7B使用的芯片是TLC2252。
6.根据权利要求1所述的一种采集脑电信号的电路，其特征在于：所述的后置级放大电路模块包括电阻R18，电阻R18的另一端接运算放大器U8A的引脚2、电位器R20，电位器R20的另一端接电阻R21、运算放大器U8A的引脚1，运算放大器U8A的引脚8、引脚4分别接2.2V直流电源VCC+、VCC-；运算放大器U8A的引脚3接电容C11、电阻R19一端、并接地，电容C11的另一端连接电阻R19的另一端，电阻R21的另一端为输出信号接上位机的输入端，运算放大器U8A使用的芯片是AD420。
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