0
  • 聊天消息
  • 系統(tǒng)消息
  • 評論與回復(fù)
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學(xué)習(xí)在線課程
  • 觀看技術(shù)視頻
  • 寫文章/發(fā)帖/加入社區(qū)
會員中心
創(chuàng)作中心

完善資料讓更多小伙伴認(rèn)識你,還能領(lǐng)取20積分哦,立即完善>

3天內(nèi)不再提示

對消驅(qū)動電路提高共模抑制比的原理分析

電子設(shè)計(jì) ? 2018-08-28 20:21 ? 次閱讀

摘要:心電檢測是在強(qiáng)共模干擾下的微弱信號檢測,為了提高電路的共模抑制比,常采用對消驅(qū)動電路(右腿驅(qū)動)來提高共模抑制比,本文分析了對消驅(qū)動電路的原理,結(jié)合實(shí)際電路實(shí)際驗(yàn)證了電路的效果。

心電信號是人體特定的點(diǎn)與點(diǎn)之間的差模電壓,信號幅度在0.5mV~8mV之間,典型值為1mV.心電受到的工頻干擾非常強(qiáng),一般情況下人體的工頻幅值在V級,比心電信號大3個數(shù)量級,工頻干擾常以共模形式出現(xiàn)。

在如此強(qiáng)的工頻干擾中檢測出微弱的心電信號是一大挑戰(zhàn),這就要求運(yùn)放具有很高的共模抑制比,一般要求在60~120dB之間,太低了影響心電圖機(jī)性能,太高的運(yùn)放成本上會讓人難以接受。采用高共模抑制比的前置放大器,如在50Hz時80dB共模抑制比的儀表放大器是屬于性能比較好的產(chǎn)品,這樣工頻干擾的幅值還是達(dá)到了信號幅值的十分之一,對于醫(yī)生診斷來說是不能接受的,心電圖機(jī)普遍采用對消驅(qū)動電路來進(jìn)一步增強(qiáng)共模抑制能力。

圖1:對消驅(qū)動模型

U2A和R9,R10,R11,C7共同組成了右腿驅(qū)動電路,其原理是通過R6,R7從人體取出共模電壓反向加到人體。下面我們通過公式來說明對消驅(qū)動的作用,計(jì)算中忽略C5,C6,1A,U1B 的誤差對共模抑制比的影響,同時R10和C7是為了系統(tǒng)穩(wěn)定而設(shè)計(jì)的,不影響低頻時共模抑制比的計(jì)算,計(jì)算時忽略,公式推導(dǎo)如下:

U1A,U1B作用是阻抗變換的跟隨器,有:

Vcom=Vin (1)

U2A 組成了一個反向放大器,其傳遞函數(shù)為:

Vout=-(R9*Vcom)/R8 (2)

根據(jù)基爾霍夫電流定律有:

(V1-Vin)* jwC11=Vin* jwC2+(Vin-Vout )/R11 (3)

得到Vin傳遞函數(shù)為:

Vin=R8*R11*JWC2/(R8*R11* jwC1+R8*R11* jwC2+jwC1* jwC2*R8+ jwC1* jwC2*R9 ) (4)

帶入常用電路的典型參數(shù)

R8=10kΩ,R11=100kΩ,R9=1M,C2=100pf不考慮電容的相位影響,略去極小項(xiàng)則:

Vin=R8*R11* jwC2/(R8+R9) (5)

在以上參數(shù)下Vsub>in幅值為:

Vin=1 /3000=-69dB (6)

按照上述參數(shù)設(shè)計(jì)的右腿驅(qū)動電路理論上可以提供69dB的共模抑制比,這是一個對消驅(qū)動簡化模型,實(shí)際電路中考慮到阻容的誤差,濾波電容對相位的影響,運(yùn)放的延遲等等,右腿驅(qū)動的共模抑制能力會劣化甚至產(chǎn)生震蕩,具體的電路需要根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。

圣邦微電子在對消驅(qū)動電路上做了很多驗(yàn)證工作,如器件的選擇、線路板設(shè)計(jì)、電源結(jié)構(gòu)等,在本篇文檔不再詳述,請參考圣邦相關(guān)技術(shù)資料。按照圖1所示電路制作了驗(yàn)證板,實(shí)測共模抑制比為50dB,這樣我們選擇一顆共模抑制比60dB以上的集成或分立器件搭成的儀表放大器,整個系統(tǒng)就可以達(dá)到89dB1的標(biāo)準(zhǔn)要求。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
收藏 人收藏

    評論

    相關(guān)推薦

    ads1291共模抑制比與頻率曲線中,為什么CMRR是負(fù)數(shù)?

    ads1291共模抑制比與頻率曲線中,為什么CMRR是負(fù)數(shù),我們的理解CMRR應(yīng)該是正數(shù)。 謝謝
    發(fā)表于 11-25 08:16

    探討高、低邊電流檢測中的采樣電阻與共模抑制比問題

    我們知道電流檢測有兩種方法:一種是用封裝好的電流檢測芯片+采樣電阻;另一種是自己搭建運(yùn)放電路: 高端檢測: 低端檢測: 自己搭建運(yùn)放電路:(這種對電阻的精度要求較高,對稱電路中電阻的一致性,為了減小
    的頭像 發(fā)表于 11-18 11:08 ?387次閱讀
    探討高、低邊電流檢測中的采樣電阻與<b class='flag-5'>共模抑制比</b>問題

    怎么測ADS1299芯片的共模抑制比?

    怎么測ADS1299芯片的共模抑制比?將通道1的正負(fù)極輸入短接,接入一個0.5VP,共模電壓2.5V,F(xiàn)=50Hz,F(xiàn)FT圖像顯示輸出在50Hz時,為80dB。然而手冊是-110dB,應(yīng)該怎么測出-110dB的共模抑制比呢?
    發(fā)表于 11-15 06:26

    INA128共模抑制比波形失真,是為什么?

    按照圖接法,后面跟0.5~100Hz的貝塞爾帶通濾波器,加入15V的共模信號,測INA128共模抑制比波形失真,上部分波形被截去一部分,這是為什么?
    發(fā)表于 09-20 07:36

    INA128共模抑制比波形失真是為什么?

    按照圖接法,后面跟0.5~100Hz的貝塞爾帶通濾波器,測INA128共模抑制比波形失真,在輸入頻率很低時,幾十Hz時波形會上面一部分被截平,頻率變高到100Hz以后波形變得正常。這是為什么?
    發(fā)表于 09-20 07:35

    影響電路共模抑制比的因素有哪些?如何去提高電路共模抑制比?

    影響電路共模抑制比的因素有哪些?如何去提高電路共模抑制比?
    發(fā)表于 09-09 07:32

    如何測定儀表放大器的共模抑制比

    最近需要測定儀表放大器的共模抑制比, 按照:將所有電極連在一起,相對于大地驅(qū)動這些電極。同樣,共模抑制的定義是20×log(VOUT/VIN),其中,VIN為共模驅(qū)動信號,VOUT為
    發(fā)表于 09-03 08:28

    影響電路共模抑制比的因素有哪些?如何去提高電路共模抑制比

    電路用來檢測腦電波的信號,性能要求此電路共模抑制比要達(dá)到不低于80dB,而現(xiàn)在實(shí)測只能達(dá)到67dB,想知道,影響電路共模抑制比的因素有
    發(fā)表于 08-20 07:21

    怎么根據(jù)共模抑制比Kcmr、最大共模輸入電壓Vic挑選運(yùn)放?

    怎么根據(jù)共模抑制比Kcmr、最大共模輸入電壓Vic挑選運(yùn)放 常見的集成運(yùn)放推薦?
    發(fā)表于 08-19 06:22

    運(yùn)放的共模抑制比和電源抑制比對輸出精度的影響是什么?

    1、很多人用運(yùn)放選共模抑制比越大越好,考慮到成本,我想計(jì)算一下理論值到底符不符合,比如我采分流器上的電流±74A,Gain=0.0335,共模輸入電壓有5V,電流精度要滿足0.05%,假如運(yùn)放
    發(fā)表于 08-15 07:43

    求助,關(guān)于INA333共模抑制比問題求解

    50Hz的共模信號(相對REF),我該怎么判斷共模抑制比的大小才合理? 問題三:如果我對1.65V產(chǎn)生的共模信號進(jìn)行軟件校準(zhǔn)清零,再疊加1V 50Hz的共模信號(相對REF)上去,測得的值是否為真實(shí)的1V 50Hz 下的共模抑制比? 如果不正確,那怎樣才能測到正確的值?
    發(fā)表于 08-05 06:27

    有沒有測電路中INA818共模抑制比的測試方法?

    有沒有測電路中INA818共模抑制比的測試方法
    發(fā)表于 08-02 10:23

    消除共模噪聲的秘密武器-共模抑制比

    噪聲、接地干擾或其他外部干擾。共模抑制比是通過測量輸入共模信號與輸出共模信號之間的差異來確定設(shè)備抑制干擾信號的能力。共模抑制比不僅會對運(yùn)放電路的精度產(chǎn)生影響,而且對
    的頭像 發(fā)表于 06-04 08:10 ?3668次閱讀
    消除共模噪聲的秘密武器-<b class='flag-5'>共模抑制比</b>

    共模抑制比和邊模抑制比分別是什么意思?有什么區(qū)別?

    共模抑制比和邊模抑制比分別是什么意思?有什么區(qū)別? 共模抑制比和邊模抑制是電子電路設(shè)計(jì)中兩個重
    的頭像 發(fā)表于 02-05 14:55 ?1856次閱讀

    同相比例放大器為什么對共模抑制比要求高?運(yùn)放的共模抑制比如何仿真?

    同相比例放大器為什么對共模抑制比要求高?運(yùn)放的共模抑制比如何仿真? 同相比例放大器是一種常見的放大電路,用于放大微弱信號。在應(yīng)用中,通常需要對放大的信號進(jìn)行差分測量,即對信號的差值進(jìn)行放大,而
    的頭像 發(fā)表于 01-26 14:42 ?2029次閱讀