分析测试百科网

搜索

喜欢作者

微信支付微信支付
×

基于微功耗IC设计功能更齐全心率监护仪(HRM)(三)

2020.10.26
头像

王辉

致力于为分析测试行业奉献终身

  事实上,导联脱落检测电路是一个比较器,迟滞利用一个 放大器实现。用一个高增益比较器来确定输入电压是高于 还是低于基准电压,并输出一个代表净差符号的电压。迟 滞通过少量正反馈消除噪声导致的不稳定性。单电源供电 时,需要偏移基准电压,使电路完全在第一象限工作。图 4显示了实现方法。电阻分压器(R2和R1)产生一个正基准 电压,用以与输入电压进行比较。图4中给出了设计直流 阈值所用的公式。

 

  图4. 比较器在单电源条件下的工作原理


  参考图3,R1 = 5.1 kΩ,R2 = R3 = 2.4 MΩ,VCC = 3.3 V,VOL = 0 V,VOH = 3.3 V。

  我们用图4中的公式计算: VTL = 0.006983 V

  VTH = 0.013966 V

  迟滞 = VTH – VTL = 0.006983 V

  正常工作时,微功耗仪表放大器的输出应是VREF;如果导 联脱落,比较器的输出将变为0 V。当比较器的输出上升到 3.3 V时,微功耗仪表放大器的输出也是0 V。根据微控制器 的中断模式不同,上升沿或高电平可以触发微控制器的中 断。当导联再次接上时,比较器的输出降至0 V,下降沿或 低电平可以触发中断。

  微型转换器中的信号处理  

图5显示了HRM的模拟输出。我们可以看到从220 V电力线 耦合而来的50 Hz噪声。采集到的信号可以通过微型转换器 中的数字陷波滤波器处理。为此,我们根据200 Hz的采样 频率,设计了一个二阶FIR滤波器。陷波滤波器采用极点 零点放置方法,用于抑制50 Hz干扰。

  

  图5. 监护仪模拟输出端显示出从电力线耦合而来的噪声

  MATLAB提供的FDATool工具(如图6所示)用于设计陷波滤 波器。在极点零点图中,将两个零点处于±π/2相位。对于 200 Hz采样速率,50 Hz成分将被消除。

  

  图6. 数字陷波滤波器旨在消除噪声 (运用来自MATLAB的FDATool工具)


互联网
仪器推荐
文章推荐