腦是人體最復雜的器官,它由數(shù)百億的神經(jīng)元組成,每個神經(jīng)元在其特定的位置進行電生理活動,電生理活動的直接體現(xiàn)就是腦電信號。由于腦電信號非常微弱,易被外界噪聲（例如工頻干擾）和其他生物電信號干擾（眼電信號、肌電信號和心電信號）,因此需要使用高性能的腦電放大器采集腦電信號。本論文設(shè)計了一款高性能的64通道腦電放大器。本論文設(shè)計的腦電放大器由模擬電路部分、數(shù)字電路部分和電腦端軟件采集部分三部分組成。其中,電路部分采用8塊模擬板卡加1塊數(shù)字板卡的層疊式設(shè)計方案。腦電放大器為了準確的采集腦電源信號,需要減小源阻抗,即降低電極和頭皮的接觸阻抗,本文采用常用的非侵入式Ag/AgCl濕電極。電極將采集到的腦電信號通過屏蔽線傳輸?shù)侥M電路部分,模擬電路部分將接收到的腦電信號進行放大、濾波、單端轉(zhuǎn)差分和模數(shù)轉(zhuǎn)化等處理。同時為了保證電氣安全,接觸人體的模擬電路部分和不接觸人體的數(shù)字電路部分采用電氣隔離的方案;為了實現(xiàn)模擬板卡更換便捷,模擬電路部分增加撥碼開關(guān)。數(shù)字部分由兩部分組成,第一部分是腦電放大器的控制器部分,控制整個放大器并將接收的腦電信號和標志信號進行編碼處理,本電路使用的FPGA芯片是Altera公... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

4通道腦電電極分布圖

態(tài)時都必須滿足對地漏電流小于 0.5mA，對使用者漏電流小于 0.1mA，使用輔助漏電流小于 0.1mA 的要求，也要滿足爬電距離和電氣間隙的要求[17]。2.4 腦電放大器總體設(shè)計方案本文總體設(shè)計方案如圖 2-2 所示，放大器首先通過 Ag/AgCl 電極采集頭皮的腦電信號，其次將采集到的腦電信號通過屏蔽線傳輸?shù)侥M電路部分，模擬電路對腦電信號分別進行放大、直流校正、濾波和單端轉(zhuǎn)差分處理。差分的腦電信號傳輸至模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog-to-DigitalConverter,ADC)，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路對腦電信號進行采樣、保持、量化和編碼處理，并將轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號傳輸?shù)綌?shù)字電路部分。再次數(shù)字電路部分通過 FPGA 接收模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化后的數(shù)字信號，并將信號保存到寄存器中，同時使用 FPGA 檢測是否有標志信號產(chǎn)生，若有則將標志信號的值保存在寄存器中，若沒有則將寄存器清零，F(xiàn)PGA 將保存后的數(shù)字信號和標志信號進行編碼并將編碼的數(shù)字信號通過異步 FIFO 傳輸?shù)?USB 芯片中，USB 芯片將接收的信號傳輸至電腦端；最后電腦將通過 USB 接口接收的信號進行解碼處理，并將解碼的信號進行顯示和保存。

腦電放大器硬件和軟件設(shè)計方案本系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分。本文腦電放大器的設(shè)計流程：硬件部分較完善的方案，其次是制作原理圖和畫 PCB 板，最后貼板和調(diào)試。由采用板卡設(shè)計，因此各個過程可以穿插進行，效率相對較高；軟件部分個部分，第一部分處理器將接收的腦電信號和標志信號進行編碼，第二SB 傳輸通道將編碼后的信號傳輸帶電腦端，第三部分將接收的信號進行將解碼的腦電信號實時的顯示和儲存。硬件電路部分設(shè)計方案：本文 64 通道腦電放大器總共采用 66 個電極，考電極，1 個右腿驅(qū)動電極和 64 個活動電極。如圖 2-3 所示，采用積，主要采集電路板卡有 9 塊，觸摸按鍵電路板卡有 8 塊，標志信號接收 1 塊。模擬電路部分總共使用 8 塊板卡，每塊板卡有 8 個通道。8 塊模擬鋰電池供電，可以有效的減小 50Hz 工頻干擾；同時 8 塊板卡采用觸摸操作；數(shù)字電路部分采用 2 塊板卡。9 塊板卡層疊插入，預留合適的信號 8 塊模擬板卡的并行采集。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3487734