[發(fā)明專利]一種分布式高抗擾肌電信號采集裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710044115.4
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN106821377B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡源淵;陳遠(yuǎn)方;張利劍
• 申請（專利權(quán)）人: 北京機械設(shè)備研究所
• 主分類號: A61B5/0488
• 分類號: A61B5/0488
• 代理公司: 北京天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11386
• 代理人: 王濤;龔頤雯

本發(fā)明涉及一種分布式高抗擾肌電信號采集裝置，包括穩(wěn)壓模塊、前端陷波模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、微處理器以及分布式數(shù)據(jù)傳輸模塊；所述的前端陷波模塊將采集的差分信號輸出至模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊通過SPI總線與微處理器連接，微處理器將處理后的信號輸出給分布式數(shù)據(jù)傳輸模塊，由分布式數(shù)據(jù)傳輸模塊對外發(fā)送數(shù)據(jù)。采用分布式采集方式，采集系統(tǒng)體積小，可方便的固定在人體任意位置進(jìn)行前端采集，應(yīng)用靈活；采樣通道數(shù)可隨需要進(jìn)行相應(yīng)增減；采樣速率高，且可調(diào)節(jié)，最高可達(dá)32Kbps；系統(tǒng)抗干擾能力強。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及肌電信號采集技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種分布式高抗擾肌電信號采集裝置及方法。

背景技術(shù)

人體肌電信號的準(zhǔn)確采集，對可靠獲取人體運動意圖并開展相關(guān)的諸如假肢等助力項目研究具有重要意義，但肌電信號幅值往往較小，很容易淹沒在環(huán)境注入的噪聲當(dāng)中，對于信號精確采集產(chǎn)生了極大的影響，現(xiàn)有的肌電采集系統(tǒng)一般由前端放大電路、濾波電路以及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路以及數(shù)據(jù)傳輸電路組成，其體積往往較大，同時可采樣通道數(shù)固定，無法根據(jù)實際需求進(jìn)行實時靈活增減，而且采集速率往往較低，大大降低了其應(yīng)用的靈活性。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種分布式高抗擾肌電信號采集裝置及方法，該方法的發(fā)明目的在于在有效克服環(huán)境噪聲干擾的同時，能夠快速精確的采集肌電數(shù)據(jù)，同時采用分布式的采集方法有效減少了采集系統(tǒng)的體積，極大的增大了系統(tǒng)應(yīng)用的靈活性。

本發(fā)明的目的主要是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種分布式高抗擾肌電信號采集裝置，包括穩(wěn)壓模塊、前端陷波模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、微處理器以及分布式數(shù)據(jù)傳輸模塊；所述的前端陷波模塊將采集的差分信號輸出至模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊通過SPI總線與微處理器連接，微處理器將處理后的信號輸出給分布式數(shù)據(jù)傳輸模塊，由分布式數(shù)據(jù)傳輸模塊對外發(fā)送數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步，所述前端陷波模塊包括放大器INA333、運放OPA2111、電阻R1～R9、電容C1～C8；

INA333的1腳通過電阻R1與8腳相連，2腳連接電阻R2后作為差分正輸入端，3腳連接電阻R3后作為差分負(fù)輸入端，在2、3腳之間連接電容C2，4腳接-2.5V電源并通過電容C3接地，5腳直接接地，7腳接+2.5V電源并通過電容C1接地，6腳分別與電阻R6的一端、電容C7的一端連接，電阻R6的另一端分別與電阻R7的一端、電容C6的一端連接，電容C6的另一端分別與OPA2111的6腳、OPA2111的7腳、電阻R8的一端連接，電容C7的另一端、電阻R8的另一端均連接至電容C8的一端，電阻R7的另一端、電容C8的另一端均連接至OPA2111的3腳；OPA2111的1腳依次連接電阻R5、R4后接地，2腳通過電阻R4接地，4腳通過電容C5接地，4腳還接-2.5V電壓，5腳通過滑動電阻R9與1腳相連后作為前端陷波模塊的輸出端；8腳通過電容C4接地，8腳還接+2.5V電壓。

進(jìn)一步，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊包括ADS1298芯片及其外圍電路；ADS1298芯片包括A1～A8、B1～B8、C1～C8、D1～D8、E1～E8、F1～F8、G1～G8、H1～H8共64個引腳；

H2分別與電阻R64的一端、電容C102的一端連接，電阻R64的另一端分別與電阻R63的一端、電容C101的一端連接，電阻R63的另一端作為正差分輸入端，H1分別與電阻R66的一端、電容C104的一端連接，電阻R66的另一端分別與電阻R65的一端、電容C103的一端連接，電阻R65的另一端作為負(fù)差分輸入端，負(fù)差分輸入端接地；電容C101的另一端、電容C102的另一端、電容C103的另一端、電容C104的另一端均接地；