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第1页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共7页燕山大学大学生创新性实验计划项目项目方案项目名称：基于动态心电图特征提取的心脏疾病预测技术项目来源：（√）国家级（）校级项目编号：20091021614负责人：赵永科联系电话：15933356710所在院系：信息科学与工程学院电子与通信工程系专业年级：07级电子信息工程指导教师：李英伟课题性质、来源：√独立课题□导师的子课题□其他第2页共7页第1页共7页8路ECG放大器Vi8路A/D转换模块采样离散化FPGA系统DSP算法核心模块双口RAM单片机控制系统人机交互无线模块Flash存储编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共7页项目起止时间：2009-10到2010-102010年3月1日一、概述本项目以FPGA为核心，设计了前级导联模拟放大电路、AD转换与信号采集电路、TFT彩屏显示电路等一套具有体积小、功耗低、运算速度快等特点的硬件平台。二、原理框图三、模块详述1.前级导联由于心脏电兴奋传导系统所产生的电压时幅值及空间方向都随时间变化的向量，所以从体表电极检测出的心电图将随电极位置不同而各异。为了完整记录心脏的电活动状况，第3页共7页第2页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共7页常用水平和垂直方向的十二种不同导联做记录，称为标准十二导联，即I、II、III、aVR、aVL、aVF、V1、V2、V3、V4、V5、V6导联。为记录十二导联心电图，在测量时须在人体上安放10个电极，分别为：右手电极RA；左手电极LA；右腿电极RL；左腿电极LL；胸部6个电极C1~C6。根据国家标准，由这些电极可以合成标准12导联心电图：（式中，VR、VL、VF和Vi(i=1~6)表示右臂、左臂、左腿和胸壁的电位。）（1）标准肢体导联：导联I=VL-VR；导联II=VF-VR；导联III=VF-VL；（2）加压单极肢体导联：aVR=VR-(VL+VF)/2;aVL=VL-(VR+VF)/2;aVF=VF-(VR+VL)/2;（3）胸导联：Vi=Vi-(VR+VL+VF)/3;（i=1~6，为6个胸导联）为了能无延迟地进行同步采集，我们准备将每一导联都经过一路放大然后送入AD通道进行采集。标准12导联需要同时检测12路模拟信号，也就是需要12路放大和12个AD通道。但经我们调查了解，通常不必将12路全部测出，为了算法容易实现，也为了节约硬件成本，我们只采集其中8路，就可以重构整个ECG信号。所以在我们的系统中，只采集以下几路信号：导联I，导联II，V1~V6。其余4导联均可以从以上8导联经过简单加减运算得到，这样已经能满足我们的实际需求。2.前级放大电路前级放大采用ADI公司的仪表放大器AD623，其技术指标如下：电源电压：+5V，-5V，可以单电源工作输入失调电压：Vosi=25~200uV输出失调电压：Voso=200~1000uV输入偏置电流：IIB=17~25nA输入失调电流：IIO=0.25~2nA最大输出电压：+4.5V，-4.8V差模输入阻抗：RID//CID=2Gohm//2pF差模增益：1~1000倍Gain=1000时，带宽为2KHz共模抑制比：Kcmr=105~110dB@Gain=1000对应前级放大电路图图一图二所示：第4页共7页第3页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共7页图一、AD623组成前端模拟-数字电路图二、AD623与前级输出匹配图三右腿驱动电路通过外接精密电阻Rg，放大器增益设置为100~200倍，预计得到信号幅值在60mV~800mV之间，满足AD采样和量化以及后面算法实现的需求。由于信号较微弱，容易受噪声干扰，导联线与AD623的输入阻抗匹配也很重要，这要通过实验的办法降低噪声失真，增强抗干扰能力。3.右腿驱动电路设计第5页共7页第4页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第5页共7页右腿驱动电路是心电检测电路中必不可少的一个环节，良好的右腿驱动电路可以提高电路的抗工频干扰能力，并与人体和放大电路共同形成闭合回路，保证心电放大电路的正常工作。在共模驱动电路的基础上可以实现右腿驱动电路，如图所示。其中COM端为前级共模输出信号，DA0为输出信号，采用DA控制右腿驱动电路可用来调节人体的相对电平，保证放大器的输入信号符合电路的工作范围。4.AD模块电路AD采用ADI公司的AD7888，其技术指标如下：电源电压2.7V~5.25V；速度达125kSPS...