本文關(guān)鍵詞：32導(dǎo)腦電放大器設(shè)計(jì)

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【摘要】：大腦是人體最為復(fù)雜和重要的器官。時(shí)至今日,大腦依舊是人類認(rèn)知的黑洞,人類迫切地希望了解大腦的工作方式。隨著世界范圍的“腦計(jì)劃”開(kāi)展,腦功能研究被推向高潮。腦功能研究中腦電圖技術(shù)(Electroencephalography,簡(jiǎn)稱EEG)因其無(wú)損害、低成本、易采集和高時(shí)間分辨率等優(yōu)勢(shì),成為大腦研究的重要工具。腦功能研究的不斷深入要求腦電放大器在采集腦電過(guò)程中獲得更多的腦電信息。一方面,腦電采集過(guò)程生成的數(shù)據(jù)量增大,對(duì)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)中處理數(shù)據(jù)能力提出新挑戰(zhàn);另一方面,腦電信號(hào)在頻率種類上有了新發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)國(guó)內(nèi)采集系統(tǒng)在采集帶寬上并不能完全滿足要求,需要針對(duì)性地提高腦電采集系統(tǒng)的帶寬頻段范圍。此外,由于腦電信號(hào)為微伏級(jí)微弱信號(hào),采集時(shí)容易受到噪聲干擾。腦電放大器的抗干擾能力和噪聲抑制能力同樣需要關(guān)注。目前國(guó)內(nèi)腦電放大器在性能上較國(guó)外產(chǎn)品還比較落后,國(guó)內(nèi)相關(guān)腦科學(xué)研究領(lǐng)域比較依賴國(guó)外設(shè)備。發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能腦電放大器對(duì)于國(guó)內(nèi)腦功能研究的可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。為提高國(guó)內(nèi)腦電放大器性能,設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)本32導(dǎo)腦電放大器。放大器采用板卡結(jié)構(gòu),包括四個(gè)8導(dǎo)采集板卡和一個(gè)主控制板卡。采集板卡上涉及放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)緩存和控制器單元等電路。設(shè)計(jì)直流矯正電路和提高通帶高頻截止頻率,擴(kuò)大放大器的采集帶寬,滿足腦電采集新需求;設(shè)計(jì)了解決數(shù)據(jù)量過(guò)大問(wèn)題的數(shù)據(jù)緩沖電路,提高了放大器的性能。主控制板卡包括DSP和USB電路,主要負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)的整合和數(shù)據(jù)上傳至PC端。通過(guò)電路板布局和芯片選型的優(yōu)化降低系統(tǒng)噪聲,并提高了放大器的其它關(guān)鍵性能。根據(jù)放大器的性能測(cè)試結(jié)果,證明本放大器的部分關(guān)鍵性能指標(biāo)與國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品相比有了明顯提高。在實(shí)際腦電采集和相關(guān)腦電實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程中,本系統(tǒng)表現(xiàn)出較高的穩(wěn)定性和可靠性。
【關(guān)鍵詞】：腦電采集 32導(dǎo)聯(lián) 數(shù)據(jù)緩沖 高性能
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R338
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 課題背景及其研究意義10
• 1.2 腦電采集系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.3 腦電放大器存在的難點(diǎn)和解決方案11-12
• 1.4 本論文的主要工作內(nèi)容和計(jì)劃安排12-14
• 第二章 腦電相關(guān)背景知識(shí)及系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案14-20
• 2.1 人類腦電信號(hào)相關(guān)介紹14-15
• 2.1.1 自發(fā)腦電信號(hào)及其特點(diǎn)14
• 2.1.2 誘發(fā)腦電信號(hào)及其特點(diǎn)14-15
• 2.2 腦電圖機(jī)的導(dǎo)聯(lián)15-16
• 2.3 腦電放大器的關(guān)鍵性能指標(biāo)16-17
• 2.4 腦電放大器整體設(shè)計(jì)方案17-19
• 2.5 本章小結(jié)19-20
• 第三章 腦電放大器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)20-53
• 3.1 腦電采集板卡部分20-37
• 3.1.1 前置放大電路設(shè)計(jì)20
• 3.1.2 直流電壓矯正電路設(shè)計(jì)20-22
• 3.1.3 右腿驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)22
• 3.1.4 濾波器設(shè)計(jì)22-27
• 3.1.5 模數(shù)轉(zhuǎn)換部分電路設(shè)計(jì)27-29
• 3.1.6 阻抗檢測(cè)電路設(shè)計(jì)29-30
• 3.1.7 控制器STM32F103電路設(shè)計(jì)30-34
• 3.1.8 數(shù)據(jù)緩沖部分設(shè)計(jì)34-36
• 3.1.9 采集板卡電路板制作36-37
• 3.2 主控制板卡部分設(shè)計(jì)37-45
• 3.2.1 DSP硬件電路設(shè)計(jì)38-41
• 3.2.2 USB電路設(shè)計(jì)41-44
• 3.2.3 主控制板卡電路板制作44-45
• 3.3 嵌入式驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)45-51
• 3.3.1 采集板卡STM32單片機(jī)驅(qū)動(dòng)程序46-48
• 3.3.2 主控板DSP程序設(shè)計(jì)48-50
• 3.3.3 USB部分的程序設(shè)計(jì)50-51
• 3.4 PC端軟件設(shè)計(jì)51-52
• 3.5 本章小結(jié)52-53
• 第四章 系統(tǒng)測(cè)試與結(jié)果分析53-60
• 4.1 腦電放大器的性能測(cè)試53-56
• 4.2 腦電實(shí)驗(yàn)測(cè)試放大器性能56-59
• 4.3 本章小結(jié)59-60
• 第五章 結(jié)論60-62
• 5.1 總結(jié)60
• 5.2 展望60-62
• 致謝62-63
• 參考文獻(xiàn)63-65
• 附錄Ⅰ65-66
• 附錄Ⅱ66-71

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本文編號(hào)：838134