陷波器在心电监护仪中的应用

浅议陷波器在心电监护仪中的应用

实用科技

浅议陷波器在心电监护仪中的应用

刘勇

张婷婷张学燕

（山东服装职业学院）

摘要：在心电监护仪的数据采集系统中，50Hz的工频干扰是心电信信号

的主要干扰源，消除50Hz的工频干扰历来是一个技术难题。传统的抑制

50Hz工频干扰的方法虽然可以抑制，但其成本过高且通用性较差。本文设计

级联方便，通用性好，且能最大程度地抑制50Hz的50Hz陷波器电路简单，

工频干扰。由于50Hz工频干扰几乎存在于所有数据采集系统中，因此这种陷波器具有较强的通用性，可望在其它生物电信号测量的医学仪器及工业测控系统中得到广泛应用。

关键词：数据采集50Hz工频陷波器0引言

心电是在心脏有规律地收缩和舒张过程中，心肌细胞产生的动

心电信号是一种较微弱的体表电信号，成作电位综合而成的电信号。

年人的幅值约为1mV，频率在0.01~250Hz范围内，属于低频率，低幅值信号，信号源内阻很大（两手臂间内阻约为600K），易受其他信号干扰。因此，在心电信号的预处理中，消除噪声干扰，特别是50Hz工频干扰尤为重要。

在心电监护仪使用过程中，心电信号通过专用电极从人的左右臂采集到后，送入信号调理电路，先经过前置放大器初步放大，经高通滤波滤除直流信号及低频基线干扰后，由后级放大器放大，再经滤波器进一步滤除50HZ的工频干扰，经低通滤波器后得到符合要求

进行高精度的A/D转换，的心电信号，由模拟信号输入端送入ADC，

为医护人员及时使得采集到的信号可以通过LCD实时显示和回放，

准确的诊断提供参考。

在心电数据采集系统的前置级放大电路是其核心部分,普遍采用仪表放大器或三运放构成的差动放大电路,该电路可以提高输入阻抗，提高共模抑制比。由于电路的输入端不仅存在共模干扰,还存在着空间电磁场引起的差模干扰以及因为测量电路不对称而由共模干扰转化而来的差模干扰。

通过对国内外现有心电检测系统的调查发现，传统的抗干扰措施主要是设计低通滤波和带阻滤波器，大部分的专家和研究者也侧重于提高前置级电路的设计水平，比如采用隔离放大器或提高外电路电阻电容的精度以改进电路对称性，这些措施在一定程度上可以提高电路的抗干扰性能，但是因为器件无法做到绝对对称，所以单纯提高器件的精度并不能真正解决问题，为此，本文提出了利用50Hz陷波器的方法有效抑制50Hz工频干扰，从而保证心电监护仪能稳定可靠地工作。

本文设计的50Hz陷波器电路结构简单，可靠性较高，抗干扰能力相对提高很多。实际应用中，市电频率往往有偏差,且干扰强度也随使用环境不同而变化，因此本文所设计的50Hz陷波器具有广泛适用性,在实际应用中可针对干扰源频率和强度的不同，选择和调整陷波器的频率。

1心电信号采集电路

心电监护采集及放大电路包括前置保护级、放大电路、高、低通滤波电路、陷波电路、主放电大电路。前置放大电路的性能指标决定了整个电路的输入特性，可采用同相并联差动放大器，也可以选用输入阻抗高、共模抑制比高，噪声低和功耗低的AD623芯片，为了保证放大器输出基本线的稳定性，前置级增益不宜过大。通常，病人在做正常的心电检测时，空间电场在人体产生的干扰电压以及共模干扰是非常严重。为克服共模干扰，通常采用以人体为相加点的共模电压并联负反馈，其方法是取出前置放大级中的共模电压，经驱动电路倒相放大后再加回体表上，一般的做法是将此反馈共模信号接到人体的右腿上，所以称为右腿驱动。电路总体设计图如图1所示。

250HZ陷波器电路设计

通常说的50Hz工频干扰实际上并不仅仅是50Hz，50Hz整数倍谐波干扰也不能忽视，其幅值比50Hz的小，另外，50Hz工频干扰漂移的存在使得包括这个范围的频率都应该视为工频干扰。对于谐波的干扰可通过低通滤波器去掉，本文主要针对49.5~50.5Hz的

图1电路总体设计框图

干扰频率设计了性能良好的陷波器，具体电路设计如图2所示。

图250Hz陷波器电路简图

该电路为典型的二阶有源带阻滤波器，其中R1=R2=2R3=R；

C1=C2=2C3=C，其传递函数为：

2

1+（sCR）A（s）2

1+2（2-Av）sCR+（sCR）中心频率W0=1，阻带宽度：Bw=WH-WL=2（2-Av）W0，品质

RC

1因数：Q=，其中Av为放大增益。该电路滤波效果图如图2（2-Av）

3所示。

图350Hz陷波器滤波效果图形

该电路所用器件少，调试方便。若该陷波器深度不够，采取级联方式可明显改善滤波效果，提高干扰抑制能力。

3后级放大电路

该部分电路主要起调节增益和提高直流电平的作用，使输出信号可达到V的量级，直流电平1V，输入AD采样。电路图如下所示：

电容加入可以组成一阶无源滤波电路。因为前级放大为250

浅议陷波器在心电监护仪中的应用

实用科技

博州食用鸡药物残留量超标的调查及养殖方式的设想

张瑞

（四川大学制造科学与工程学院）

不科学的生产意识支配下，养殖户不仅承担了大的风险，而且给周围

种原因，大量服用药物和生长素，再加上用药的不规范，严重影响了食用鸡的的环境带来了负面影响。养殖方式的选择应体现农牧民经济效益和

因此，应建立新的养鸡方生态环境的可持续性。健康营养成份，甚至还造成了药物残留量超标现象。

式，创建良好的养鸡环境，从而保证食用鸡肉质和蛋类的营养成份。以下是我的几种设想：

关键词：食用鸡药物残留量措施养殖方式

3.1草原生态养殖。在博乐以南的赛里木湖草场，由于人为的过

1食用鸡体内药物残留超标的原因

度放牧，导致植被低矮稀疏，致使产草量减少，如若草场一直恶化下

在养殖过程中由于管理不当，食用鸡经常会患病。例如：在春秋

就是在大面积去，这里将成为不毛之地。所以我提倡草原生态养殖，

季节，昼夜温差较大或受寒流袭击，由于没有及时做好防寒工作或鸡

的草场上进行人工放养，让鸡“回归自然”，自然生长。草场退化另一

舍通风，舍内有毒有害气体浓度过高（氨气、二氧化碳、硫化氢等）均

个原因就是蝗虫，在草场上放养可以以鸡治蝗，从而减轻草场退化的

可引起慢性呼吸道疾病。

严重程度。这种养殖方式贯穿于整个食物链之中，使各物质共存和谐

在养殖过程中恶劣的鸡舍环境会引起食用鸡患病。例如：在“无

发展。

中，由于垫料过湿会引起球虫病；鸡舍的空气流通不畅，会引架鸡舍”

用这种方式养殖可避免空气流通不畅等问题，以减少对食用鸡

起腹水。

的用药，生产对人身体无害的“生态鸡”。

当鸡患病时，饲养者为了维护自身的经济利益就大量用药进行

3.2牧区生态养殖。在博乐以西的小营盘镇是一个典型的农牧

治疗。饲养者用药只是根据主观意识用药，不科学地加大用药量，以

区，鸡养殖户的集中地，但人口密度较小，镇上分布了大面积的农田，

求快速控制疾病。

虽然具有这样好的环境。但是，由于养殖户们不懂得养殖与生态环境

2实地调查

得相结合，致使原来空气清新的环境，变的臭气熏天，所以应该充分

以下是综合马、刘、李等数家食用鸡饲养专业户关于饲养食用鸡

利用现有有利的环境条件，进行自然养殖。养殖结构不要小户经营、

的过程的调查所制成的表格： …… 此处隐藏：2603字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……