[發明專利]一種心電信號讀出電路

在審

• 申請號: 201911083463.8
• 申請日: 2019-11-07
• 公開（公告）號: CN110638443A
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: 李凡陽;程樹英;劉曉權
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: A61B5/0402
• 分類號: A61B5/0402;A61B5/00
• 代理公司: 35100 福州元創專利商標代理有限公司
• 代理人: 陳明鑫;蔡學俊

本發明涉及一種心電信號讀出電路，包括電荷泵、儀表放大器、低通濾波器、快速恢復電路和基準緩沖電路；所述電荷泵連輸出接到儀表放大器的電源電壓端；所述儀表放大器反饋端接第一開關的一端，輸出端分別與第一電阻的一端、快速恢復電路和低通濾波器的輸入端連接，電壓基準端與基準緩沖電路的輸出端、右腿驅動放大器正輸入端和第二開關的一端連接，共模端通過第三電阻連接右腿驅動放大器的負輸入端；所述右腿驅動放大器的輸出端接第三低壓端V3;所述第一開關的另一端與第一電阻的另一端連接；所述第二開關的另一端通過第二電阻連接于低通濾波器的內部電阻端。本發明實現了微小生物電信號大噪聲下的有效提取、放大生物電信號抑制噪聲的功能。

技術領域

本發明涉及集成電路技術領域，具體涉及一種心電信號讀出電路。

背景技術

隨著便攜式設備和運動器械對于心率檢測的需求越來越高，這類設備要求心電監測芯片功耗低，外接器件盡可能少，而且功能全面，這種需求使得用于心電信號檢測的前端放大器成為工業界研究的熱點。

國際上心電監測前端芯片系統設計經過多年發展已有較為成熟的電路，如加入失調抑制電路抑制放大器輸入端的失調電壓和動態失調消除技術，即用儀表放大器中插入動態失調消除電路將失調電壓消除以上儀表放大器芯片在各類電子產品的信號檢測中獲得廣泛的應用。但缺點加入了失調抑制電路后響應時間會大大提高，需要等待較長時間建立穩定的信號。沒有考慮工頻干擾的問題，且對導聯脫落的情況缺乏有效措施，這些都給用戶使用帶來了不便。所以這給心電檢測芯片的設計提出了挑戰。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種心電信號讀出電路，用于心率生物電測量應用的前端放大器模塊，實現了微小生物電信號大噪聲下的有效提取、放大生物電信號抑制噪聲的功能。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種心電信號讀出電路，包括電荷泵、儀表放大器、低通濾波器、快速恢復電路和基準緩沖電路；所述電荷泵連輸出接到儀表放大器的電源電壓端；所述儀表放大器的正負輸入端分別接第一電壓端V1和第二電壓端V2，反饋端接第一開關的一端，輸出端分別與第一電阻的一端、快速恢復電路和低通濾波器的輸入端連接，電壓基準端與基準緩沖電路的輸出端、右腿驅動放大器正輸入端和第二開關的一端連接，共模端通過第三電阻連接右腿驅動放大器的負輸入端；所述右腿驅動放大器的輸出端接第三低壓端V3;所述第一開關的另一端與第一電阻的另一端連接；所述第二開關的另一端通過第二電阻連接于低通濾波器的內部電阻端。

進一步的，還包括一導聯檢測電路，輸入端接第一電壓端V1和第二電壓端V2，用于檢測儀表放大器的輸入端的電壓狀態，若V1和V2的電壓狀態達到設定閾值，它會判定模塊2的輸入端沒有正常的信號輸入。 。

進一步的，所述右腿驅動放大器將模塊2的差分輸入端的共模電壓取出，然后反饋到人體上，通過人體的等效電阻，連接到V1和V2上，穩定V1和V2的共模電壓。

進一步的，所述的低通濾波器輸出端為V5，當電荷泵提供2倍的電源電壓的壓降給儀表放大器時，導致儀表放大器的輸出信號中包含有高頻的紋波噪聲，通過低通濾波器之后，濾除紋波噪聲，輸出端V5即得到所需的心電信號。

進一步的，所述快速恢復電路的輸出端為S1和S2；當有信號輸入，儀表放大器的輸出端還未達到穩定狀態時，此時儀表放大器的輸出為飽和狀態，快速恢復電路檢測到飽和狀態使S1和S2狀態變化，控制開關S1和S2的閉合，調整儀表放大器和低通濾波器的響應時間，經過一段時間的緩沖，S1和S2控制開關S1和S2的打開；儀表放大器和低通濾波器回到正常工作狀態。

進一步的，所述的基準緩沖電路輸入端為V4，它的輸出端接到儀表放大器的輸出端。基準緩沖電路是用于電路提供基準電壓，通過外部V4端接入基準電壓。

本發明與現有技術相比具有以下有益效果：