一种用于肌电信号检测的有源滤波器电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种滤波器电路结构，尤其是一种用于肌电信号检测的有源滤波器电路，属于电子设备技术领域。
【背景技术】
[0002]表面肌电信号(surface electromyography, sEMG)是肌肉收缩时伴随的电信号，是在体表无创检测肌肉活动的重要方法，它是由肌肉兴奋时所募集的运动单位产生的一个个动作电位序列(Motor Unit Act1n Potential Trains，MUAPT)在皮肤表面叠加而成，是一种非平稳的微弱信号。现目前表面肌电信号的应用背景主要集中在康复医学和体育科学两大领域，同时也用于模拟识别等生物医学工程领域。由于表面肌电信号是神经肌肉系统在进行随意性和非随意性活动时的生物电变化经表面电极引导、放大、显示和记录所获得的一维电压时间序列信号，其信号形态具有较强的随机性和不稳定性。它与传统的针式肌电图相比，表面肌电信号的空间分辨率相对较低，但是它具有探测空间较大，重复性较好的优点，对于体育科学研宄、康复医学临床和基础研宄等具有重要的学术价值和应用意义。
[0003]现目前在检测表面肌电信号时，由于表面肌电信号一般只有毫伏级电压，而真正有用的肌电信号大致在10Hz~500Hz之间，因此信号中往往夹带着低频和高频的干扰信号。除此之外，50Hz的工频信号也是一个重要的干扰源，50Hz工频信号对表面肌电信号的采集有很大的影响，它的频率恰好在表面肌电信号能量集中的频段，且其幅度比表面肌电信号大1~3个量级，如果不去除可能会掩盖表面肌电信号，因此需要采用专用的滤波器进行隔直、滤波处理。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中的上述不足，本实用新型的主要目的在于解决现目前在检测表面肌电信号时存在干扰信号的问题，而提供一种能够去除干扰信号，采集精度较高的表面肌电信号的有源滤波器电路。
[0005]本实用新型的技术方案:一种用于肌电信号检测的有源滤波器电路，其特征在于，包括放大器A2，所述放大器A2上分别连接有直流电源的正极和直流电源的负极，所述放大器A2的输出端与滑动变阻器Rll的一端连接，所述滑动变阻器Rll的另一端接地，所述滑动变阻器Rll上的滑片与放大器Al的正向输入端连接，所述放大器Al的反向输入端与放大器Al的输出端连接后再连接到三极管Ql的基极，所述三极管Ql的集电极与三极管Q2的集电极相连，所述三极管Ql的发射极与三极管Q2的基极连接，所述三极管Q2的发射极与电容Cl相连后再连接到放大器A2的正向输入端，所述放大器A2的反向输入端与放大器A2的输出端相连；在所述放大器A2的正向输入端上还连接有由串联的电阻Rl、正向连接的二极管D1、电阻R2、电容C4和正向连接的二极管D2构成的支路，所述二极管D2的负极分别与三极管Q2的集电极和三极管Q2的发射极连接；所述二极管Dl的正极还与电容C2的一端连接，所述电容C2的另一端与电阻R3连接后再连接到二极管D2的负极；所述二极管D2的负极还与电容C3的一端连接，所述电容C3的另一端与电阻R4相连后再连接到二极管D2的负极。
[0006]优化地，所述放大器Al采用型号为IS0106的隔离缓冲放大器，所述放大器A2采用的是型号为LF355的输入运算放大器。
[0007]优化地，所述三极管Ql采用型号为TEC9015的三极管，所述三极管Q2采用的是型号为SDT85509的三极管。
[0008]优化地，所述二极管Dl采用型号为BYW27的二极管，所述二极管D2采用型号为RM3Z的二极管。
[0009]相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果:
[0010]本实用新型的有源滤波器电路采用电池对有源器件进行供电，这种采用电池供电的方式不仅避免了整流稳压电源纹波所带来的工频干扰问题，而且还消除了因漏电而导致受试者被电击伤的可能。由于电池的电压较低，用多节电池又会显得体积庞大，所以采用DC/DC模块来升压又解决了芯片的供电问题。本实用新型的整体稳定性较好，抗干扰能力强，工作安全可靠，非常适合于表面肌电信号的检测设备使用。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型一种用于肌电信号检测的有源滤波器电路的原理图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步说明。
[0013]如图1所示，本实用新型的一种用于肌电信号检测的有源滤波器电路，包括放大器A2，所述放大器A2采用的是型号为LF355的输入运算放大器。所述放大器A2上分别连接有直流电源的正极和直流电源的负极，本实用新型中，利用直流电对有源器件进行供电，这样不仅避免了整流稳压电源纹波所带来的工频干扰问题，而且还消除了因漏电而导致受试者被电击伤的可能。所述放大器A2的输出端与滑动变阻器Rll的一端连接，这里的滑动变阻器Rll采用瓷盘变阻器，这样可以具有更好的稳定性；所述滑动变阻器Rll的另一端接地，所述滑动变阻器Rll上的滑片与放大器Al的正向输入端连接，所述放大器Al采用型号为IS0106的隔离缓冲放大器，所述放大器Al的反向输入端与放大器Al的输出端连接后再连接到三极管Ql的基极，所述三极管Ql采用型号为TEC9015的三极管，所述三极管Ql的集电极与三极管Q2的集电极相连，所述三极管Ql的发射极与三极管Q2的基极连接，所述三极管Q2采用的是型号为SDT85509的三极管；所述三极管Q2的发射极与电容Cl相连后再连接到放大器A2的正向输入端，所述放大器A2的反向输入端与放大器A2的输出端相连；在所述放大器A2的正向输入端上还连接有由串联的电阻R1、正向连接的二极管D1、电阻R2、电容C4和正向连接的二极管D2构成的支路；本实用新型中，所述二极管Dl采用型号为BYW27的二极管，所述二极管D2采用型号为RM3Z的二极管。所述二极管D2的负极分别与三极管Q2的集电极和三极管Q2的发射极连接；所述二极管Dl的正极还与电容C2的一端连接，所述电容C2的另一端与电阻R3连接后再连接到二极管D2的负极；所述二极管D2的负极还与电容C3的一端连接，所述电容C3的另一端与电阻R4相连后再连接到二极管D2的负极。
[0014]本实用新型的有源滤波器电路，由于采样频率并不高，选用LF355的输入运算放大器即可。输入运算放大器采用逐次逼近方式进行转换比较。根据软件配置，在单端输入方式下，要转换的输入电压连到一个输入端和地端；差分输入方式下，要转换的输入电压连到一个输入端和另一输入端。放大器的两输入可以分配为正极或负极。但是要注意的是，当连到分配的输入电压低于分配为负端的输入电压时，转换结果为全O。通过和控制处理器相连的串行数据链路传送控制命令，用软件对通道选择和输入端的配置。这样的处理使返回到处理器的是无噪声的数字数据，避免了模拟信号远传的干扰。
[0015]需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本实用新型技术方案进行的修改或者等同替换，不能脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本实用新型权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种用于肌电信号检测的有源滤波器电路，其特征在于，包括放大器A2，所述放大器A2上分别连接有直流电源的正极和直流电源的负极，所述放大器A2的输出端与滑动变阻器Rll的一端连接，所述滑动变阻器Rll的另一端接地，所述滑动变阻器Rll上的滑片与放大器Al的正向输入端连接，所述放大器Al的反向输入端与放大器Al的输出端连接后再连接到三极管Ql的基极，所述三极管Ql的集电极与三极管Q2的集电极相连，所述三极管Ql的发射极与三极管Q2的基极连接，所述三极管Q2的发射极与电容Cl相连后再连接到放大器A2的正向输入端，所述放大器A2的反向输入端与放大器A2的输出端相连；在所述放大器A2的正向输入端上还连接有由串联的电阻R1、正向连接的二极管D1、电阻R2、电容C4和正向连接的二极管D2构成的支路，所述二极管D2的负极分别与三极管Q2的集电极和三极管Q2的发射极连接；所述二极管Dl的正极还与电容C2的一端连接，所述电容C2的另一端与电阻R3连接后再连接到二极管D2的负极；所述二极管D2的负极还与电容C3的一端连接，所述电容C3的另一端与电阻R4相连后再连接到二极管D2的负极。
2.根据权利要求1所述的一种用于肌电信号检测的有源滤波器电路，其特征在于，所述放大器Al采用型号为IS0106的隔离缓冲放大器，所述放大器A2采用的是型号为LF355的输入运算放大器。
3.根据权利要求2所述的一种用于肌电信号检测的有源滤波器电路，其特征在于，所述三极管Ql采用型号为TEC9015的三极管，所述三极管Q2采用的是型号为SDT85509的三极管。
4.根据权利要求3所述的一种用于肌电信号检测的有源滤波器电路，其特征在于，所述二极管Dl采用型号为BYW27的二极管，所述二极管D2采用型号为RM3Z的二极管。
【专利摘要】本实用新型介绍了一种用于肌电信号检测的有源滤波器电路，它包括放大器A2，放大器A2上分别连接有直流电源的正极和负极，放大器A2的输出端与滑动变阻器R11连接，滑动变阻器R11上的滑片与放大器A1连接，放大器A1与三极管Q1连接，所述三极管Q1与三极管Q2相连；在放大器A2上还连接有由串联的电阻R1、二极管D1、电阻R2、电容C4和二极管D2构成的支路，二极管D2与三极管Q2连接；二极管D1还与电容C2连接，二极管D2还与电容C3连接，电容C3与电阻R4相连后再连接到二极管D2的负极。本实用新型避免了整流稳压电源纹波所带来的工频干扰问题，整体稳定性较好，抗干扰能力强，工作安全可靠。
【IPC分类】A61B5-0488
【公开号】CN204562157
【申请号】CN201520147266
【发明人】王艳
【申请人】重庆交通大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年3月16日