电子产品世界

2 电路的设计
肌电检测系统包括刺激电路、放大与滤波电路和显示处理电路，而对于电极也进行了设计，包括探针等，预期结果如图2所示。

图2左边为电信号激励源部分，用来刺激神经，可产生频率3Hz和30Hz两种电流脉冲，脉冲的宽度为0．2ms，峰值在0．05～5mA之间可调；右边为信号部分，用来处理接收肌肉产生的电信号。信号处理及显示提示部分的具体参数指标如下：分为两个通道，可以独立显示、提示收到的肌电信号的强度。用LED 灯显示肌电信号的强度，范围在30 μV～20mV之间；用蜂鸣器提示肌电信号的强度，音量可调。而接收肌电信号的电极有三个脚(V+)、(Vref)、(V-)，供接收及处理部分使用。
2．1 刺激电路
由于要求输出脉冲电流，有3Hz及30Hz两种选择，且脉冲宽度为0．2ms，而脉冲电流不易直接产生，所以首先由脉冲产生电路产生电压脉冲，频率为3Hz和30Hz两种，脉冲宽度为0．2ms。然后经过V／I转换电路转换成电流脉冲，转换电路中包含可调旋钮，控制输出脉冲的峰值在0．05～5mA之间。
2．2 前置处理盒电路
来自探针的肌电信号先送入前置放大电路进行电压信号放大，然后再经过高通滤波处理，滤除极化电压及低频噪声，低频截止频率为5Hz(极化电压是由探针的V+和V－两脚插入肌肉的深度不同而产生的)。高通滤波后的电压信号再经过低通滤波，滤除高频噪声，高频截止频率为1kHz。低通滤波后的电压信号再经过工频陷波，滤除50Hz工频的电信号。至此，前置处理盒的处理过程完毕，处理后的电压信号供后级信号处理及显示提示电路使用。
2．3 信号处理及显示提示电路
前置处理盒输出的电压信号首先经过二级放大电路放大到合适的幅值，然后驱动LED，显示肌电信号的强度。同时，电压信号经放大处理后，送入扬声器电路，用以声音提示。
除上述蔓部分主要电路外，要完成一个整体系统还需要有电源电路及各接口电路，其中由于各部分电路对于电源的要求不同，电源电路将分为激励电路的电源、隔离器之前部分的正负15V电源、隔离器之后部分的正负15V电源、A／D部分的电源、LED的电源和扬声器的电源五个部分。

3 电路的测试
通过PCB制图后，我们制作了实验板。在此次实验板的基础上，我们做了多种测试，以检验所设计系统的性能。
3．1 刺激电路的测试
(1)当频率选择端置高电平时，555定时器的3脚输出电压波形为峰值约为4．16V，频率约为3．1Hz的脉冲波；当频率选择端置低电平时，输出则为峰值约为4．16V，频率约为30 Hz的脉冲波。证明了系统的脉冲电压产生及频率选择的功能工作正常。
(2)选择频率选择端置低电平，且在刺激电路的输出两端外接一个1kΩ的负载电阻，同时检测两端的电压，得波形如图3所示。

其峰值约为4．64V，频率仍为30Hz左右，可得输出的电流峰值约为4．64mA，且替换负载电阻为300 Ω，输出波形频率不变，而峰值约为1．39V，得电流峰值仍约为4．64mA，证明了电压／电流转换功能工作正常，当脉冲电压为高电平时，可输出恒定电流。

关键词： 电极 放大器 系统