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- 1029342
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- 男
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原文地址：http://blog.sina.com.cn/s/blog_6988c1c60100t23c.html 作者：亮雪
1 引言
脑电信号是人体重要的生理信号。依据琢磨阐明，脑电信号的重要个性为：脑电信号幅度为5μV～100μV，等闲只有50μV左右；频率范围为0.5Hz～35 Hz；具有极强工频50Hz扰乱和极化电压扰乱；内阻从几十千欧到几百千欧不等且易于改变；信噪比低，最高可达1：105。
现在，由于脑电信号采集措施不同，所获得的结论差异较大，并且大多批准单片机作为扼制器，精度相对较低。本文依据脑电信号的单薄个性和单薄信号处理要求，推荐了脑电信号采集系统构成和信号处理的管用措施。
2 硬件电路设计
系统重要利用窄带滤波器检测脑电信号，并滤除通带外的噪声，长进信噪比。但由于中心频率偏移，因而软件设计移植了数字信号处理措施，加入数字滤波器，进一步滤掉噪声，更好还原脑电信号。系统大局框图如图1所示。
2.1前置放大电路脑电信号检测为强噪声下的超低频(0.5 Hz～35Hz)、单薄(5μV～100μV)信号检测。因而，前置放大器定然拨取高输入阻抗、高共模压抑比、低噪声、低漂流、高增益、动态范围大和功能安宁的低频放大器。信号源与前置放大电路批准直接耦合措施。本系统拨取LMH6626为前置放大器。LMH6266是美国国度半导体推出的双超低噪声宽带计算放大器。后级放大拨取LT1167，LT1167是一种新型仪表放大器，联合了FET运放与双极型运放的优点，其高输入阻抗和低偏置电流接近FET器件，而噪声程度跟双极型运放雷同。其功能指标为：激光修剪电阻保证其共模压抑比CMRR>110dB(G=10)；高输入阻抗为1 000 GΩ，噪声电压为0.28μVp-p，噪声电流为10 pAp-p(0.1 Hz～10Hz)；输入偏置电流为50 pAg，静态工作电流小于1.3 mA。LT1167AC的CMRR与闭环增益联系如表1所列。
整个体系的前置放大电路如图2所示。U1，U2构成并联差动放大器，在计算放大器为志愿情形下，输入阻抗、共模压抑比无限大，该局部电路具有长进输入阻抗与电压缓冲作用。C1、C2为退耦电容，重要起到隔绝极化直流电压作用。
2.2工频滤波电路工频扰乱是脑电信号的重要扰乱，固然前置放大电路对共模扰乱有较强的压抑造用，但局部扰乱是以差模进去电路，且频率处于脑电信号的频带内，加之电极与输入回路不安宁等因素，前置放大电路输出的信号仍存在较强的工频扰乱。其工作频率电路如图3所示。带阻滤波器电路用于压抑或衰减某一频段信号，使得该频段以外的所有信号穿越。K=R4／R3+R4=0.9引入负反馈改进选频作用。穿越实验觉察．R4取1.7kΩ，R3取75 Ω时压抑扰乱收获良好。
3 软件设计本文批准的垄断系统为μCOS-II，共分为4个任务，离别为TIMER1ISR、A／D采样任务、数字滤波任务、揭示任务。中心任务为A／D采样任务，其软件流程图如图4所示。
信号采集过程中，固然批准抗噪措施，但信号中依旧不可避免地混入噪声和扰乱。本系统富余利用ARM计算速度快、资源丰富等个性。在ARM中移植Hanning滤波器，以压抑工频50Hz扰乱。Hanning滤波器局部代码如下：
4 告终语
本文给出了一种基于ARM的脑电信号采集措施，实验收获揭示本采集系统能够很好的采集并还原脑电信号，并且脑电信号具有失真度小，精度较高级个性。
例如Pro Publica，SunlightFoundation和维基解密，开始添补鞭策媒体滑坡留下的空白。 |
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