壓電薄膜傳感器及其在心臟監(jiān)測中的應用

　　三、心臟監(jiān)測系統(tǒng)硬件
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　　整個硬件系統(tǒng)可以分為三個部分：信號的采集部分、信號的處理控制部分、信號的輸出部分。信號的采集包括心音傳感器、心電電極、阻抗變換電路、濾波器、同相放大器和模數(shù)轉換電路。信號的處理控制部分主要由8031單片機完成，信號的輸出由8255芯片完成。
1、信號采集部分心音和心電綜合檢測系統(tǒng)的信號拾取包括心電和心音信號的拾取，鑒于二者的產生機理不同，該部分由心電電極和心音傳感器組成。心電電極我們采用市售的普通一次性心電電極，心音傳感器采用我們自己研制PVDF壓電薄膜傳感器。通過壓電薄膜傳感器采集的心音信號強度僅有幾個毫伏的數(shù)量級，需要對信號進行放大，我們利用一種高共模抑制比、高輸入阻抗的運算放大器，利用電路的高度對稱性，來控制放大倍數(shù)。心電放大單元包括輸入緩沖電路、高共模抑制比高增益差動放大器、低通濾波器、QRS波檢測電路等部分。圖3是我們的設計的前兩級放大電路的頻率響應圖譜。從圖中可以看出來，在包括心音和心電信號的很大的一個寬頻率范圍內，電路能夠對信號有效放大，并且其增益基本相同。有效的減少了由于基線和信號放大不均所造成的誤診和漏診。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是很多應用領域中不可缺少的部分。它是實時采集與溫度、濕度、壓力、流量、速度等有關的連續(xù)變化的模擬量信號，通過模/數(shù)轉換器把這些模擬信號變成數(shù)字信號或直接采集代表某些狀態(tài)特性的開關量，送計算機進行處理。我們的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件結構如圖4所示。