论文总字数：11432字

摘 要

关键词： 脑电信号采集，降噪，A/D转换放大，电源电路

Abstract：People are becoming more and more paid attention to the health problems of its own, especially focus on neurological diseases. With the rapid development of electronic technology, medical electronic monitoring system in recent years has gradually applied in clinical diagnosis. According to the characteristics of EEG signals, design one for the EEG acquisition circuit, then amplifier, A/D conversion of the signal, and makes the brain electrical signal frequency to meet the sampling requirements. Human brain electrical signal is a kind of weak signal of low frequency. Because the brain electrical signals directly from the human body, so in the process of EEG acquisition inevitably mixed with all kinds of jamming signal. Is needed to obtain contains less noise of EEG signals in EEG signals were collected for noise reduction processing.

Keywords: ECG signal acquisition, noise reduction, A / D conversion, power circuit，The noise reduction

目 录

摘 要 2

1 前言 3

1.1 脑电研究历史 3

1.2脑电图的临床运用 3

2 研究基础 3

2.1 人体脑电信号的概述 3

2.2脑电信号检测原理： 4

3 硬件电路设计 5

3.1前置放大器 5

3.2 电平抬升电路 13

3.3 50Hz带阻滤波电路的设计 13

3.4 A/D转换模块电路设计 14

4 测试及结果分析 16

4.1前置放大部分 16

4.2光电耦合 17

4.2低通滤波器 17

4.3 50HZ陷波 17

结 论 18

参考文献 19

1 前言

脑电信号是脑神经细胞在大脑皮层或大脑皮层内传递信息的时候，是一种典型的生物信号。其中含有大量人体生理状态信息和相应的状态信息，对医学的发展有很大的影响。人的生理与心理的关系研究还可以同时进行脑电信号的研究。对脑电信号的科学理解越来越重要，同时也对脑电信号的记录进行了相应的记录，对脑电信号进行记录和测量。其工作原理是：首先将电极放置在头皮上的皮肤或皮下检测到的脑电图（EEG）的微弱信号；然后通过电极耦合到差分放大器来放大；最后由记录设备。

1.1 脑电研究历史

在1857年，英国的一位青年生理科学工作者卡通（R.Caton）在兔脑和猴脑上记录到了脑电活动，并在相关文献发表了“脑灰质电现象的研究”论文，但当时并没有引起重视。十五年后，贝克（A.Beck）再一次发表脑电波的论文，才掀起研究脑电现象的热潮，直至1924年德国的精神病学家贝格尔（H.Berger）看到电鳗发出电气，认为人类身上必然有相同的现象，才真正地记录到了人脑的脑电波，至此诞生了人的脑电图^[1]。

1.2脑电图的临床运用

1、癫痫：由于癫痫发作时脑电图可准确记录在慢波、棘波或不规则棘波等，所以对癫痫的诊断、脑电图非常准确，并对脑电抗癫痫药物的戒断有指导作用。

2、精神疾病：为了诊断精神分裂症，躁郁症，精神障碍，做脑电图，不包括包括癫痫，其他脑疾病。

3、其他疾病：脑电图描记大脑活动的模式，不仅可以说明大脑的疾病，如癫痫、肿瘤、外伤、退行性疾病，如局限性或弥漫性病变和脑疾病如中枢神经系统的诊断价值变化引起的代谢和内分泌紊乱及中毒引起的。

脑电是检查脑功能变化的有效方法，由于脑功能的变化是动态的、多变的，因此对一些临床脑功能不全的患者在脑电图检查中发现没有异常不能完全排除脑血管病的存在，应定期复查脑电图，以便准确检测疾病。

2 研究基础

2.1 人体脑电信号的概述

大脑中的神经细胞电位变化称为脑电图（EEG），根据国际脑电图与临床生理学会的分类，分为四个频段的脑电信号的频率：δ波（0.5 ~ 4 Hz、20 ~ 200uv）和θ（4 ~ 8 Hz、100 U V ~ 150μV），α（8 ~ 13、20 ~ 100uv）β（13 ~ 30Hz，5 ~ 20μV）波。外部行为形式意识的结合。脑电信号作为一种生物电信号具有以下特

脑电信号是一种综合性、丰富的脑活动信息，是脑内疾病研究、生理研究和临床诊断的重要手段。脑电信号采集的预处理是一个复杂的问题。

首先，脑电信号非常微弱，一般只有约50μv，幅度范围为5亩v v 100。因此，脑电信号的增益要远高于一般信号，一般会增大20000倍

其次，脑电信号的头皮和颅骨通常是几千欧姆电阻，所以前面部分的要求具有很高的输入阻抗，以提高获取脑电信号的能力，一般的输入阻抗大于10m。第三、脑电信号的频率较低，一般在0.1 ~ 100Hz，需要滤除脑电信号频率的高频干扰。

第四、在正常情况下，脑电信号的采集受工频干扰的共模干扰，信噪比通常小于10分贝。工频干扰主要以共模和幅度的形式存在于频率的量级，因此对共模抑制比的要求高达120分贝以上。

第五、电极与头皮的接触会产生电位差，称为极化电压。极化电压

在几毫伏到几百毫伏之间，理想的情况是，在人类的两个电位差双电极提取，两电极极化电压保持对称性可以相互抵消，但实际上，由于极化电压和电极电流大小、电极与皮肤接触阻抗的不对称性与许多因素有关，所以不可避免地造成干扰，尤其是当电极与皮肤接触不良，干扰更为严重。如果仪表放大器的前端没有被处理，偏振电压的存在会导致前置放大器的增益不太大。除了对偏振电压的干扰外，还受人体的呼吸和运动等低频干扰，这些都是要考虑的。

第六，我们必须考虑参与者的生理特性，确保手术的安全。

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