51单片机的心电信号采集处理系统+电路图+封装图(5)
标准导联连接方式如图1.3所示。
图1.3 标准导联的三种方式
按照常用的使用方法分别对标准导联的三种连接方法进行编号，如表1.1所示。
表1.1 标准导联标记
导联方式 正极 负极 接地
Ⅰ 左臂（LH）黄 右臂（RH）红 右腿（RL）黑
Ⅱ 左腿（LL）绿 右臂（RH）红 右腿（RL）黑
Ⅲ 左腿（LL）绿 左臂（LH）黄 右腿（RL）黑
电源部分主要是芯片的供电，均采用干电池供电，这里我们从放大电路引出反馈补偿电路，用于右腿驱动，组成完整的回路，信号采集部分的电路原理图如图1.4所示。
图1.4 心电采集模块与电源模块电路原理图
本设计采用标准导联Ⅰ的方式，右臂（RH）接前置放大器AD620AN负输入端（-），左臂（LH）接前置放大器AD620AN正输入端（+），右腿（RL）参考电极连接到右腿驱动补偿电路。
3.2 前置放大电路部分的设计
在本次设计中，前置放大电路采用了集成仪表放大器AD620AN。由于心电信号的电信号比较微弱，所以对其质量要求就有相对较高的要求，对波形质量的要求也比较高，要求具有很高的输入阻抗，高共模抑制比，低噪声和低漂移，综合以上的要求，我们选择了AD620AN这款放大器来实现本设计，现在市面上许多的心电采集放大也均采用了这款放大器。所以本次设计同样也采用放大器AD620AN来进行放大电路的设计。
3.2.1 AD620AN芯片简介
AD620AN是一款低成本、高精度仪表放大器，仅需要一个外部电阻来设置增益，增益范围为1至10000。此外，AD620AN采用8引脚SOIC和DIP封装，尺寸小于分立式设计，并且功耗较低（最大电源电流仅1.3mA），因此非常适合电池供电的便携式（或远程）应用。AD620AN芯片的基本特点是精度高、噪声低、高输入阻抗、高共模抑制比、低失调电压、低失调漂移，而且使用简单，其内部方框图如图1.5所示。
图1.5 AD620AN内部方框图
在使用中，芯片的1号和8号管脚接Rx，2号管脚为反相输入端，3号管脚为正向输入端，接入弱电压信号，4号管脚接-3V电压，7号管脚接+3V电压，5号管脚为参考基准，6号管脚为输出端。芯片的管脚图如图1.6所示。
图1.6 AD620AN管脚图
AD620AN放大器的增益可以通过调整Rx的阻值来调整，其增益可以通过公示（1.1）来进行计算。
（1.1）
AD620AN增益范围是1～1000。它具有低耗电、高精度、低噪声、温度稳定性好、放大频带宽、低失调电压、低失调漂移、高共模抑制比、高输入阻抗、调节方便等特点。该芯片可提供的最大电流为1.3mA的电流。适用于ECG测量、医疗器件、压力测量、信号采集等多种场合。
3.2.2 前置放大电路设计
根据本设计采用的标准导联Ⅰ的连接方法，输入端口分别接入放大器的正负输入端，R1、R3、RC1共同决定放大电路的放大倍数。其电路原理图如图1.7所示。
图1.7 主放大电路原理图
在本电路工作中，由于心电信号非常的微弱，所以要求其放大倍数就要非常的高，大概1000倍左右，但是根据小信号放大器的设计原则，前级的增益不能设置的很高，因为如果前级增益过高的话，对于后续电路在噪声的处理时将有一定的不利影响，所以在本次设计中，要求前级电路放大8倍，这样以便于后面对心电信号的处理。
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