測(cè)量電路課設(shè)于洪斌王家斌

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1、護(hù)山丈禽課程設(shè)計(jì)說明書題目:肌電信號(hào)測(cè)量學(xué)院（系）：電氣工程學(xué)院年級(jí)專業(yè):學(xué)號(hào):學(xué)生姓名:指導(dǎo)教師:08級(jí)醫(yī)療儀器1班080103040048、080103040030于洪斌、王家斌教師職稱:燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書院（系）：電氣工程學(xué)院基層教學(xué)單位：電子實(shí)驗(yàn)中心學(xué)號(hào)080103040030學(xué)生姓名王家斌專業(yè)（班級(jí)）08級(jí)醫(yī)療儀器1班學(xué)號(hào)080103040048學(xué)生姓名于洪斌專業(yè)（班級(jí)）08級(jí)醫(yī)療儀器1班設(shè)計(jì)題目肌電信號(hào)測(cè)量設(shè)計(jì)要求?學(xué)會(huì)使用Multisim軟件。?掌握濾波電路、放大電路、50Hz陷波電路等。?掌握測(cè)量電路的整體

2、結(jié)構(gòu)及各項(xiàng)功能。工作量?學(xué)會(huì)使用Multisiml軟件；?獨(dú)立完成電路設(shè)計(jì)，仿真電路和調(diào)試；?參加答辯并書寫任務(wù)書。工作計(jì)劃1.了解測(cè)量電路的基本知識(shí)，學(xué)習(xí)使用軟件Multisim,下發(fā)任務(wù)書，開始測(cè)控電路電路設(shè)計(jì)；2.查找相關(guān)資料；3.完成電路設(shè)計(jì)；4.仿真電路調(diào)試，得出仿真結(jié)果；5.答辯并書寫任務(wù)書。參考資料《電子電路的Multisim仿真實(shí)踐》劉貴棟主編，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社；《現(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)原理》鄧親愷主編，科學(xué)出版社醫(yī)學(xué)出版分社；指導(dǎo)老師趙勇2011年06月17H目錄第一章?概述41設(shè)計(jì)目的及應(yīng)用范圍42肌電信號(hào)研究的意義

3、43?表面肌電信號(hào)的特征4第二章.電路設(shè)計(jì)總體概述5第三章.單元電路51?電極52.前置放大電路63?隔離放大電路74?低通濾波電路85?后級(jí)放大電路96?50Hz陷波電路107?交直流轉(zhuǎn)換電路116DC/DC模塊11第四章.課程設(shè)計(jì)總結(jié)12參考文獻(xiàn)12測(cè)電路課程設(shè)計(jì)一.概述：1.設(shè)計(jì)目的及應(yīng)用范圍：本電路目的在于采集人體表而肌電信號(hào)，經(jīng)過放大、濾波等信號(hào)處理手段，最終在示波器或其他顯示儀器上得到清晰的肌電信號(hào)波形。由于采用220V交流電壓供電，不宜便攜使用。此電路主要用于醫(yī)院等較固定醫(yī)療場(chǎng)所，為醫(yī)務(wù)人員對(duì)病人的癥狀分析提供客觀依據(jù)。

4、2.肌電信號(hào)研究的意義：肌電信號(hào)(EMG)是產(chǎn)生肌肉力的電信號(hào)根源，它是肌肉中許多運(yùn)動(dòng)單元?jiǎng)幼麟娢辉趨奸g和空間上的疊加，反映了神經(jīng)、肌肉的功能狀態(tài)，廣泛應(yīng)用于神經(jīng)科，骨科，耳鼻喉科及口腔科，在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究、臨床診斷和康復(fù)領(lǐng)域有重大的意義。在肌電檢測(cè)方面，以前多采用針電極插入肌肉檢測(cè)肌電圖，其優(yōu)點(diǎn)是干擾小，定位性好，易識(shí)別，但由于它是一種有創(chuàng)的檢測(cè)方法，其應(yīng)用受到一定限制。而表面肌電則是從人體皮膚表面通過電極記錄下來的神經(jīng)肌肉活動(dòng)時(shí)發(fā)放的生物電信號(hào)，屬無創(chuàng)性，操作簡(jiǎn)單，被檢測(cè)者更易接受，受到更廣泛的應(yīng)用。表而肌電信號(hào)的研究在如下方而有著

5、積極的應(yīng)用和發(fā)展價(jià)值：①可提供有關(guān)能反映外周神經(jīng)肌肉功能狀態(tài)的信息，如肌肉興奮的過程、興奮傳導(dǎo)速度和傳播方向、肌肉纖維類型成分等；②由于表面肌電信號(hào)可實(shí)現(xiàn)連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)，其在在康復(fù)工程領(lǐng)域正積極地發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。如通過檢測(cè)人體殘肢表面肌電信號(hào)，提収出肢體的動(dòng)作特征，來自動(dòng)控制假肢運(yùn)動(dòng);③表而肌電信號(hào)在功能性電刺激小有較多應(yīng)用，如利用提取出的表面肌電信號(hào)特征作為功能性電刺激的控制信號(hào)，幫助癱瘓的肢體恢復(fù)運(yùn)動(dòng)功能；④表面肌電信號(hào)在運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)屮也可發(fā)揮重要作用，通過檢測(cè)運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)時(shí)的表而肌電信號(hào)，及時(shí)反映出肌肉的疲勞和興奮狀態(tài)，有助于建立科學(xué)的訓(xùn)

6、練方法。50ms始入電位100//V三相波雙相渡玳相波肌肉輕收編時(shí)的除境相規(guī)肉中度收編時(shí)的視合相肌肉最人收縮時(shí)的干擾相3.表面肌電信號(hào)的特征：肌電信號(hào)是一種很微弱的電信號(hào)，加之皮膚和組織對(duì)肌電均有衰減作用，在皮膚表面測(cè)得的表面肌電信號(hào)比針電極記錄的信號(hào)更微弱，也更易受干擾影響。實(shí)驗(yàn)表明，表面肌電信號(hào)的幅度具有隨機(jī)性，可表示為準(zhǔn)高斯分布函數(shù)。信號(hào)幅度峰峰值為0?6mV,方差為0?1.5mVo信號(hào)的有用能量(指信號(hào)能量高于電子噪聲水平)在0?500Hz的頻率范圍，主要集中在50?150Hz的范圍。檢測(cè)和記錄表面肌電信號(hào)，需考慮的主要問題是

7、盡量消除噪聲和干擾的影響，提高信號(hào)的保真度。二.電路設(shè)計(jì)總體概述：1?總體設(shè)計(jì)參數(shù)：總增益：A=1000（接近1000即可）；帶寬：10Hz~500Hz；共模抑制比（CMRR）>80dB（最好100dB以上）。2.電路組成框圖如下：電極—=>前置放大電路?隔離放大電路—供電電路：（交直流轉(zhuǎn)換）220V交流供電=>交直流轉(zhuǎn)換土5V貢流供電三.單元電路：1.電極：電極單元（電極和前置放大器）的設(shè)計(jì)是肌電信號(hào)檢測(cè)的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)電極單元應(yīng)盡量減小信號(hào)失真，提高信噪比。在設(shè)計(jì)時(shí)可考慮采取以下措施：（1）前置放大器采用差分結(jié)構(gòu)（因?yàn)闇y(cè)量時(shí)電極之間距

8、離較近，工頻干擾一般表現(xiàn)為共模電圧信號(hào)，所以可以通過采用差分結(jié)構(gòu)提高放大系統(tǒng)的共模抑制能力。）；（2）提高前置放大器的輸入阻抗；（3）盡可能縮小電極與前置放大器I'可距離（最好做到電極與前置放大器一體化）；（4）選用性能