生物信號的放大和濾波

生物信號的放大和濾波

由於大多數生物信號的幅值很小,經電極引導或傳感器轉換後,通常需要經過放大才能進行採集、顯示處理和記錄。生物信號放大器是生物信號採集與處理系統的重要組成部分。

1.放大器的選擇用於生物電信號放大的任何一個放大器,必須考慮其頻率響應、噪聲水平及輸入阻抗三個基本技術參數。這三個參數是保證所放大的信號清晰、真實的前提。

在實際測量時,應根據被測信號的性質選擇合適的放大器。例如,使用微電極記錄生物電信號時,首先應選擇低噪聲、高輸入阻抗(大於1000兆歐姆)低輸入電容的放大器。其次,根據需要放大信號的大小性質,選擇恰當的靈敏度、時間常數(高通濾波)低通濾波,這樣才能不失真地把生物電信號放大,並記錄下來。濾波的目的是衰減原始信號中混入的千擾和噪聲信號濾波包含低通濾波和高通濾波。高通濾波用於衰減信號中的低頻干擾和噪聲,低通濾波用於衰減原始信號中混疊的高頻噪聲信號。

2.放大器靈敏度、時間常數和高頻濾波的選擇

(1)靈敏度:應以覆蓋信號的強弱變化併兼顧信號的細節分辨為準。

(2)時間常數:是決定放大器低頻特性的主要指標。正確地選擇時間常數,可有效降低低頻漂移干擾,使所需放大的信號清晰、穩定。一般測量快速交變信號時選擇較小的時間常數,測量慢速交變信號時選擇較大的時間常數。

(3)低通濾波:可以抑制檢測的生物信號中不需要的高頻成分或噪聲。恰當地選擇放大器低通濾波,可在不衰減或少衰減有用生物信號的情況下,大大抑制高頻噪聲和干擾,使圖像更為清晰。

總之,濾波參數的選取原則是在儘可能少地衰減有用生物信號的情況下,儘可能多地抑制生物信號頻帶以外的干擾和噪聲。而這前後兩者是互相矛盾的。


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