，引起非 晶丝11内部阻抗的变化，从而在拾取线圈12中产生感应电压。
[0039] 如图4所示，传感器外围电路2还包括反馈与偏置电路25,反馈与偏置电路25包括 加法器251、V/I转换器253、偏置电压源254和电位器255,加法器251的输入端分别与第一低 通滤波器243、第二低通滤波器243的输出端相连，加法器251的输出端依次通过V/I转换器 253、反馈线圈13接地，偏置电压源254的输出端通过电位器255、校零线圈14接地。
[0040] 本实施例中V/I转换器253具体为电阻。偏置电压源254用于给校零线圈14提供电 压激励，从而在校零线圈14通W相应电流，产生出偏置磁场，使脑磁信号传感器的输出为 零，使得非晶丝11工作在最佳线性区域中。当待检测磁场Hex为零时，使V/I转换器化3输出的 反馈电流if为零（即反馈磁场出为零），调节图4中的电位器255,使差分放大电路23的输出V。 为零。当外加上待检测磁场Hex时，作为参考线圈的拾取线圈12将产生与待检测磁场出X方向 相反、大小相等的反馈磁场出，从而将待检测磁场出X超出线性工作区域的部分抵消，使非晶 丝11始终工作在线性区间内。此时，脑磁信号传感器的输入为外加的待检测磁场出X，除了差 分放大电路23的输出V。外，脑磁信号传感器还输出反馈电流if,而反馈电流if与反馈磁场出 是成正比的，从而可W极大地拓展脑磁信号传感器的量程。设反馈线圈13的阻抗为Zf，V/I 转换器253的阻抗值Zvi，则流过反馈线圈13的反馈电流if如式（1)所示；
[0041]
。）
[0042] 式（1)中，if为反馈电流，VI为一个低通滤波器243的输出电压，V2为另一个低通滤 波器243的输出电压，&为反馈线圈13的阻抗，Zvi为V/I转换器253的阻抗值。可此可见，可W 调节V/I转换器253的阻抗值Zvi来改变反馈电流if的大小，从而改变整个反馈与偏置电路25 的传递函数。
[0043] 如图5所示，本实施例的基于GMI效应的脑磁信号采集系统包括脑磁信号接收模块 3、信号采集器4和脑磁检测探头帽5,脑磁检测探头帽5上设有本实施例前述基于GMI效应的 脑磁信号传感器51，脑磁信号传感器51的输出端通过信号采集器4和脑磁信号接收模块3相 连。本实施例中，脑磁信号传感器51标准输出0~5V电压信号，各路脑磁信号分别经过信号 采集器4进行AD转换后输出到脑磁信号接收模块3,脑磁信号接收模块3具体采用计算机实 现。进一步地，本实施例的实现脑磁信号接收模块3的计算机还包括脑磁信号指令下发模 块，参见图5,脑磁信号指令下发模块采用适当的分类算法"翻译"收到的脑磁信号，然后将 翻译的指令通过无线网络及控制器6下发给受控终端，例如机器人、汽车、轮椅等。
[0044] 实施例二：
[0045] 如图6所示，本实施例与实施例一基本相同，其主要区别点为:在实施例一中，一组 非晶丝11上套设有反馈线圈13,两组非晶丝11上套设有校零线圈14,因此在初始化图4所示 电路连接时，可W根据需要从两个校零线圈14中任意选择一个。而本实施例中两组非晶丝 11上套设有反馈线圈13,一组非晶丝11上套设有校零线圈14,因此在初始化图4所示电路连 接时，可W根据需要从两个反馈线圈13中任意选择一个，其工作原理与实施例一完全相同， 故在此不再寶述。
[0046] W上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施 例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域 的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，运些改进和润饰也 应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种基于GMI效应的脑磁信号探头，其特征在于:包括布置在同一个平面上且呈直条 状的至少三组非晶丝（11)，每一组非晶丝（11)包括至少一根非晶丝（11)，任意相邻两组非 晶丝（11)之间形成夹角，每一组非晶丝（11)上套设有拾取线圈（12)。2. 根据权利要求1所述的基于GMI效应的脑磁信号探头，其特征在于:任意相邻两组非 晶丝（11)之间形成60°夹角，使三组非晶丝（11)排列呈正三角形状。3. 根据权利要求2所述的基于GMI效应的脑磁信号探头，其特征在于：至少一组非晶丝 (11)上套设有反馈线圈（13)。4. 根据权利要求3所述的基于GMI效应的脑磁信号探头，其特征在于：至少一组非晶丝 (11)上套设有校零线圈（14)。5. 根据权利要求4所述的基于GMI效应的脑磁信号探头，其特征在于：所述反馈线圈 (13)和拾取线圈（12)层叠布置，且所述反馈线圈（13)绕设于拾取线圈（12)外侧;所述校零 线圈（14)和拾取线圈（12)层叠布置，且所述校零线圈（14)绕设于拾取线圈（12)外侧。6. 根据权利要求5所述的基于GMI效应的脑磁信号探头，其特征在于：所述反馈线圈 (13)的匝数为拾取线圈（12)的0.1~5倍，所述校零线圈（14)的匝数为拾取线圈（12)的0.2 ~1倍，所述拾取线圈（12)的内径L取值为一组非晶丝（11)直径的5~20倍。7. 一种基于GMI效应的脑磁信号传感器，包括传感器外围电路(2)和至少一个脑磁信号 探头（1)，所述脑磁信号探头（1)的输出端和传感器外围电路(2)相连，其特征在于:所述脑 磁信号探头(1)为权利要求1~6中任意一项所述基于GMI效应的脑磁信号探头。8. 根据权利要求7所述的基于GMI效应的脑磁信号传感器，其特征在于:所述传感器外 围电路(2)包括脉冲发生器(21)、限流电阻（22)、差分放大电路(23)和两个检测单元(24)， 所述脉冲发生器(21)的输出端通过各组非晶丝（11)、限流电阻（22)接地，所述脑磁信号探 头（1)的各组非晶丝（11)之间相互并联或者串联，所述检测单元(24)包括模拟开关(241)、 充电电容（242)和低通滤波器(243)，两个检测单元(24)的模拟开关(241)分别一端通过一 个拾取线圈（12)接地、另一端通过充电电容（242)后接地，所述低通滤波器(243)的输入端 连接于模拟开关(241)、充电电容(242)之间，两个检测单元(24)的低通滤波器(243)输出端 分别与差分放大电路(23)的输入端相连。9. 根据权利要求8所述的基于GMI效应的脑磁信号传感器，其特征在于:所述传感器外 围电路(2)还包括反馈与偏置电路(25)，所述反馈与偏置电路(25)包括加法器(251)、V/I转 换器(253)、偏置电压源（254)和电位器(255)，所述加法器(251)的输入端分别与第一低通 滤波器(243)、第二低通滤波器(243)的输出端相连，所述加法器(251)的输出端依次通过V/ I转换器(253)、反馈线圈（13)接地，所述偏置电压源(254)的输出端通过电位器(255)、校零 线圈（14)接地。10. -种基于GMI效应的脑磁信号采集系统，包括脑磁信号接收模块（3)、信号采集器 (4)和脑磁检测探头帽（5)，其特征在于:所述脑磁检测探头帽(5)上设有权利要求7~9中任 意一项所述基于GMI效应的脑磁信号传感器(51)，所述脑磁信号传感器(51)的输出端通过 信号采集器(4)和脑磁信号接收模块(3)相连。
【专利摘要】本发明公开了一种基于GMI效应的脑磁信号探头、传感器及采集系统，脑磁信号探头包括布置在同一个平面上且呈直条状的至少三组非晶丝，每一组非晶丝包括至少一根非晶丝，任意相邻两组非晶丝之间形成夹角，每一组非晶丝上套设有拾取线圈；脑磁信号传感器包括前述脑磁信号探头和传感器外围电路；脑磁信号采集系统包括脑磁信号接收模块、信号采集器和至少一个前述的脑磁信号传感器。本发明能实现“即插即用”和“随时可用”的大脑活动状态检测、提高脑机接口实用性，将脑机接口拓展到实际应用中，具有准备快速、使用简单、检测精度高、稳定可靠的优点。
【IPC分类】A61B5/0478
【公开号】CN105455806
【申请号】CN201510770093
【发明人】徐 明, 周宗潭, 徐晓红, 王志华
【申请人】中国人民解放军国防科学技术大学
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年11月11日