第三章生物医学常用放大器 由干人的机休是一极复杂的机构，桶堂临床诊 机体 参数 交 变换器 电子技术处理 记录 主号 食g 一般诊断装置的原理方框图
第三章 生物医学常用放大器 利用电子技术，可以把除了生物电以外 的各种生理参数借助医用传感器变成易控 制的电信号，进行放大、信号加工、A/D 转换、显示和记录。这样就能比较方便地 研究和观察生命过程的各种微妙变化，使 得生命现象能够客观又定量地显示和计算。 由于人的机体是一极复杂的机构，通常临床诊 断的数据较多，一般分为物理量、生化量等几种 形式。诸量都与生理状态有关，通过计量和比较 彼此之间的变化，即可作为诊断的主要依据，也 就是说，变成了医用诊断数据。这些数据除了生 物电以外都是非电量，这可以借助各种医用传感 器变成易控制的电信号，然后再予以放大、信号 加工、A/D转换、显示或记录。利用医用电子学 的方法，肌体的主要诊断数据基本上都可以很方 便地取得
§3.1生物医学信号的特点及频谱 §3.2常用滤波电路 §3.3负反馈放大器 §3.4直流放大器 §3.5集成运算放大器 53.6功率放大器
§3.1 生物医学信号的特点及频谱 §3.2 常用滤波电路 §3.3 负反馈放大器 §3.4 直流放大器 §3.5 集成运算放大器 §3.6 功率放大器
、生物医学信号的特点 常用医用信号特点 机体参数 频带（赫） 电 压 阻抗 脑电(EEG) 0.570 10uV~300μV 10~50k2 肌电(EMG) 102000 10μv~15mv 1~10k9 心电(ECG) 0.1~200 100μV~2mV 1~30k0 视网膜电(ERG) 0200 50μv~1mv 几+kQ 眼震电(ENG) 060 50μv1my 1~30k2 眼电(EOG) 0~60 50uv~1mv 1~30k0 皮电阻(GSR) 0.03~10 100μV≈5my 1~30k2 细胞活动电 0~3000 数毫代 20MQ
一、生物医学信号的特点
常用医用信号特点 机体参数 频带 (赫) 电 压 阻 抗 脑电(EEG) 0.5-70 10uy~300uv 10~50k2 肌电(EMG) 10~-2000 10uv~15mv 1~10k2 心电(ECG) 0.1~200 100uv~2mv 1~30k2 视网膜电(ERG) 0~200 50μV1mv 几+k2 限晨电(ENG) 0~60 50μv~1mv 1~30k2 跟电(EOG) 0~60 50uv~1mv 1~30k2 皮电阻(GSR) 0.0310 100μV5mv 1-30k2 细胞活动电 0-3000 数毫伏 20M 从表中可以看出： 鍔不被淹没，放尖器的前级 必须选用高质量的电阻、电容，低噪声的场效应 管，对电源要求输出稳定；此外，要求放大器的 放大倍数稳定、均匀，具有良好的线性
从表中可以看出： ⒈通常生物电信号的幅度较低，只有毫伏级甚至 微伏级。所以，要提取生物信号，必需经过一 定的放大处理。 由于生物电信号非常微弱，而普通的电子元 件的噪声相当于数微伏无规则电压，为了使数微 伏级的生物电信号不被噪声淹没，放大器的前级 必须选用高质量的电阻、电容，低噪声的场效应 管，对电源要求输出稳定；此外，要求放大器的 放大倍数稳定、均匀，具有良好的线性。 ⒉生物电信号的频带主要在低频和超低频范围 内，且频带较宽。 ⒊生物体的阻抗很高
二、生物医学信号的频谱 时域 A.正弦信号 2π v(t)=V sin(@t+e) 0 T= 2π 0,=2d 00 频域 00 300 BACK NEXT
A. 正弦信号 ( ) sin( ) v t =Vm 0 t + 时域 O t Vm Vm f T = = T f 2 2 0 0 = = O Vm 频域 二、生物医学信号的频谱
二、生物医学信号的频谱 时域 频谱：将一个信号分解为正弦信 0g1 号的集合，得到其正弦信号幅值 随角频率变化的分布，称为该信 号的频谱。 v(t)= (im.+sin3o.+sin50.t) +2 2 3 其中 2π 00= T 频域 —一直流分量 2 华 2Vs 基波分量 2 张 1。·。 2y.1 —一三次谐波分量 0 300 500 π3 BACK
B. 方波信号 sin5 ) 5 1 sin3 3 1 (sin 2 2 ( ) 0 0 0 = S + S t + t + t + V V v t T 2 0 = 时域 O 0 T = t Vs 频域 O 2Vs Vs Vs 2Vs 2Vs 满足狄利克雷条件，展开成 傅里叶级数 2 VS ——直流分量 其中 2VS ——基波分量 3 2 1 VS ——三次谐波分量 频谱：将一个信号分解为正弦信 号的集合，得到其正弦信号幅值 随角频率变化的分布，称为该信 号的频谱。 二、生物医学信号的频谱
R a波 50u V ST段 a波 动脉脉波 V 50uV P一R期间 S一T间期 8亚 QRS 04V (Q-.T间期
1.周期性波形的频谱 U(0=∑asin(2it+)n=0、1、2、3 n=1时，fn为f,f是非正弦式周期波的重 复频率一基频。此频率的正弦波称为基波， 其它正弦波的频率f都是基频的整数倍，称为 n倍频，相应的正弦波称为n次谐波。即n=2、3、 4.分别对应二次、三次、四次谐波，用特 性曲线来表示，一般是频谱的方法来表示
⒈ 周期性波形的频谱 U(t) =an sin(2fnt +n) n=0、1、2、3 n=1时，fn为f1，f1是非正弦式周期波的重 复频率——基频。此频率的正弦波称为基波， 其它正弦波的频率fn都是基频的整数倍，称为 n倍频，相应的正弦波称为n次谐波。即n=2、3、 4.分别对应二次、三次、四次谐波，用特 性曲线来表示，一般是频谱的方法来表示
U
U t ω A0 0 t U0
2.脉冲波形的频谱 在时间上短促的波形称为脉冲。 单个孤立的波形可以用一系列正弦波的叠 加来组成，频率取连续值，且具有连续频谱。 连续频谱的波形叠加用积分式表达： U(t)=2 Ar cos(2f+df 0
⒉ 脉冲波形的频谱 在时间上短促的波形称为脉冲。 单个孤立的波形可以用一系列正弦波的叠 加来组成，频率取连续值，且具有连续频谱。 连续频谱的波形叠加用积分式表达： = + 0 U(t) 2 Af cos(2f t f)df