肌電信號的研究發(fā)展日益迅猛,成為康復(fù)工程各種技術(shù)實現(xiàn)的關(guān)鍵。表面肌電信號是一種根據(jù)肌肉活動在肌肉表面?zhèn)鬟f的生物電,里邊蘊含了很多關(guān)于肌肉運動信息。本課題研究設(shè)計表面肌電信號采集系統(tǒng),達到精準采集肌電信號的目的。 根據(jù)肌電信號的特點和采集系統(tǒng)特性的研究,通過軟件仿真和噪聲控制等措施設(shè)計了一種較好的肌電信號采集系統(tǒng)。研究內(nèi)容和創(chuàng)新點如下: 1.肌電信號提取 利用表面電極提取肌電信號,并且通過利用INA128芯片及周邊電路軟件設(shè)計,以實現(xiàn)能夠?qū)⑽⑷跫‰娦盘栱樌崛∵M采集系統(tǒng); 2.肌電信號放大濾波電路的設(shè)計 肌電信號濾波電路是肌電信號采集系統(tǒng)的關(guān)鍵。根據(jù)肌電信號的幅頻特性以及外界對肌電信號的影響,設(shè)計了較好的濾波電路,特別是設(shè)計了一種新型的50Hz工頻電路,能夠很好的解決工頻噪聲對肌電信號的影響; 3.真有效值電路設(shè)計 真有效值電路能夠很好的將肌電信號波形進行整流濾波,方便肌電信號的觀測,也實現(xiàn)日后單片機處理肌電信號; 4.肌電信號數(shù)據(jù)顯示 為了更好采集到得肌電信號使其完整性、準確地顯示于計算機,通過利用軟件仿真的方式對系統(tǒng)的硬件電路進行驗證,并通過利用Matlab軟件最終將肌電信號在計算機上顯示出來。 本文通過對肌電信號特點的研究和設(shè)計,實現(xiàn)了肌電信號的采集顯示功能。并且依據(jù)設(shè)計方法可以推廣到低頻微弱信號在強電磁波噪聲干擾下的采集。
【學(xué)位單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2010
【中圖分類】：TH772
【部分圖文】：

人體表面肌電信號采集系統(tǒng)的研究在肌電發(fā)放最強的肌腹部，以減少鄰近肌肉的肌電干擾(串音)。采用較小的電極可提高選擇增加電極與皮膚間的接觸阻抗。因此，在放置電極時需要注意以下幾點[30]：1.所用電極為三點式差動輸入電極。其中，一個為參考地，另外兩個為肌電的輸入端，距離均相等。三點式差動輸入電極差分放大機理如圖 3.2 所示：2.表皮的處理：去掉表皮的角質(zhì)層，用酒精擦拭干凈，盡量減小電極之間的阻抗。3.差分放大器電極的導(dǎo)電介質(zhì)邊緣距離嚴格保持。4.電極的放置要順著肌肉纖維的方向，放置在肌腹處，如圖 3.3 所示。5.相應(yīng)的電極導(dǎo)線要固定好，最好能用固定帶進行固定。

人體表面肌電信號采集系統(tǒng)的研究在肌電發(fā)放最強的肌腹部，以減少鄰近肌肉的肌電干擾(串音)。采用較小的電極可提高選擇增加電極與皮膚間的接觸阻抗。因此，在放置電極時需要注意以下幾點[30]：1.所用電極為三點式差動輸入電極。其中，一個為參考地，另外兩個為肌電的輸入端，距離均相等。三點式差動輸入電極差分放大機理如圖 3.2 所示：2.表皮的處理：去掉表皮的角質(zhì)層，用酒精擦拭干凈，盡量減小電極之間的阻抗。3.差分放大器電極的導(dǎo)電介質(zhì)邊緣距離嚴格保持。4.電極的放置要順著肌肉纖維的方向，放置在肌腹處，如圖 3.3 所示。5.相應(yīng)的電極導(dǎo)線要固定好，最好能用固定帶進行固定。

河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文號放大電路時，應(yīng)著重考慮以下問題：益要高而且可變幅度約在 100～5000μV 之間，是一種極其微弱的信號，需將其放大到器的放大器倍數(shù)應(yīng)設(shè)置在 100~1000 倍數(shù)之間。抑制比要大的采集易受 50Hz 工頻電源及其它高頻電噪聲的干擾。但這些干擾信同相的信號――共模信號，共模信號的產(chǎn)生式由于信號源的地與放大起拾取并放大的結(jié)果，因此可利用高共模抑制比的放大電路對共模干阻抗要高于電極與皮膚的接觸阻抗極之間的接觸阻抗的可能變化范圍是十分大的，例如在天氣干燥地區(qū)此在諸如這種條件下，即使放大器的共模比性能十分優(yōu)良，如果輸入會造成較大的輸出誤差。因此必須提高放大器的輸入阻抗。采集電極的自身特點以及周邊噪聲影響特性，設(shè)計的肌電信號采集放抗和共摸抑制比(CMRR)、低零漂、低失調(diào)、低功耗、尤其是低的 1差動三運放儀表放大器，以獲得良好的綜合性能。儀器（Texas Instruments）公司的 Burr-Brown 系列的儀表放大器 INA該芯片內(nèi)部原理電路圖如圖 3.4 所示：
【引證文獻】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前7條

1 賈良真;基于FPGA的下肢肌電信號數(shù)據(jù)采集與傳輸研究[D];武漢理工大學(xué);2012年

2 呂旺;汽車電動助力轉(zhuǎn)向器性能試驗臺測控系統(tǒng)設(shè)計[D];武漢理工大學(xué);2012年

3 李韓;基于嵌入式系統(tǒng)的肌電誘發(fā)檢測儀的研究[D];西安工業(yè)大學(xué);2013年

4 王熙星;基于FPGA的表面肌電信號檢測與處理[D];華中科技大學(xué);2012年

5 高韌杰;智能仿生手臂的表面肌電信號采集與動作仿真系統(tǒng)設(shè)計[D];吉林大學(xué);2013年

6 隋連香;腦癱青少年跨越障礙物的運動生物力學(xué)分析[D];魯東大學(xué);2013年

7 竇祎;基于生理信號的負面情感識別研究[D];燕山大學(xué);2013年

本文編號：2843675