前置放大电路 - 智能医疗健康监测系统电路设计—电路图天天读（294）

　　前置放大电路的设计

　　本设计中的前置放大电路采用集成仪表放大器 AD620。因为本次设计所要处理的电信号比较微弱， 而且对其波形质量要求较高， 要求具有高输入阻抗， 高共模抑制比，低噪声和低漂移。 所以在本次设计中可以选用集成仪表放大器 AD620 来进行前置放大电路的设计。

　　AD620 芯片简介

　　AD620 内部由三个放大器共同组成，其引脚图如图 3 所示。在使用中，芯片 1、8 脚接 Rx，4、7 脚接正负相等的工作电压，2、3 接输入的弱电压信号，6 脚为输出引脚，5 脚为参考基准。

图3    AD620管脚图

　　本设计可以通过调整 Rx 的大小来调整 AD620 的增益值， 其增益可以通过公式1进行计算。

                                                                                                     

　　AD620 增益范围是 1～1000。它具有低耗电，精确度高，低噪声，温度稳定性好，放大频带宽，噪声系数小，具有较高的共模抑制比，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、信号采集等场合。

　　前置放大电路设计

　　如图 3.3 所示，差分输入端 IO2、IO3 分别接标准Ⅰ导联的正负输入端，R1、R4 、R5 共同决定放大电路的放大倍数。

　　在整体的电路工作中，因为心电信号比较微弱，所以要求放大 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太高，因为前级增益过高将不利于后续电路对噪声的处理， 在本次设计中， 可以要求前级电路放大 8 倍以便于后面对心电信号进行处理。

图4  前置放大电路

　　滤波电路的设计

　　低通滤波器电路的设计

　　为了滤除 105Hz 以上的干扰信号， 需要设计一个截止频率为 105Hz 的低通滤波器。本设计可以采用有源低通滤波器，根据学过的滤波器知识，先确定低通滤波器的大致形式，然后通过计算确定滤波器选用的电阻、电容值，确定截止频率为 105Hz。在这次设计中，可以采用的运算放大器为 OP07，设计的电路图如图5所示。

图5  低通滤波器电路图

　　高通滤波器电路的设计

　　为了滤除 0.05Hz 以下的干扰信号， 需要设计一个截止频率为 0.05Hz 的高通滤波器。本设计可以采用有源高通滤波器，根据学过的滤波器知识，先确定高通滤波器的大致形式，然后通过计算确定滤波器选用的电阻、电容值，确定截止频率为 0.05Hz。在这次设计中，可以采用的运算放大器为 OP07，设计的电路图如图6所示。

图6  高通滤波器电路图