中国知网 2008-5-25 20:19
基于ARM的脑电信号采集系统
摘要:介绍一种基于ARM的脑电信号采集系统设计。该系统主要包括前端调理电路以及后端数据
处理与显示模块。基于数字信号处理的方法，利用ARM处理器对信号进行处理与分析并显示。
关键词:脑电信号;ARM;数据处理;杭干扰;LPC2214
Collection system for feeble physiology signals based on ARM
ZHONG Wen-hua
(East China Institute of Technology, Fuzhou 344000, China)
Abstract: This paper introduces a research of brain wave based on ARM.The system contains, re-cor-
rect circuit and signal collection circuit. The data is processed and analysed with ARM.
Key words: brain wave; ARM; data processing; anti-interference; LPC2214
1引言
脑电信号是人体重要的生理信号。根据研究表
明，脑电信号的主要特点为:脑电信号幅度为5 p,V-
100 p,V，一般只有50 p,V左右;频率范围为0.5 Hz -
35 Hz;具有极强工频50 Hz干扰和极化电压干扰;内
阻从几十千欧到几百千欧不等且易于变化:信噪比
低，最高可达1:1050
目前，由于脑电信号采集方法不同，所获得的
结论差异较大，并且大多采用单片机作为控制器，
精度相对较低。本文根据脑电信号的微弱特性和微
弱信号处理要求，介绍了脑电信号采集系统组成和
信号处理的有效方法。
2硬件电路设计
系统主要利用窄带滤波器检测脑电信号，并滤
除通带外的噪声，提高信噪比。但由于中心频率偏
移，因此软件设计移植了数字信号处理方法，加人
数字滤波器，进一步滤掉噪声，更好还原脑电信号。
系统总体框图如图1所示。
2.1前置放大电路
脑电信号检测为强噪声下的超低频(0.5 Hz -
图1系统总体框图
35 Hz)、微弱(5 p,V -100 p,V)信号检测。因此，前置
放大器必须选用高输人阻抗、高共模抑制比、低噪
声、低漂移、高增益、动态范围大和性能稳定的低频
放大器。信号源与前置放大电路采用直接藕合方
式。本系统选用LMH6626为前置放大器。LMH6266
是美国国家半导体推出的双超低噪声宽带运算放
大器。后级放大选用LT1167,LT1167是一种新型仪
表放大器，结合了FET运放与双极型运放的优点，
其高输人阻抗和低偏置电流接近FET器件，而噪声
水平跟双极型运放相同。其性能指标为:激光修剪
电阻保证其共模抑制比CMRR>110 dB(G=10);高输
人阻抗为1 000 GO，噪声电压为0.28 p,Vp-p，噪声
电流为10 pAp-p(0.1 Hz-10 Hz);输人偏置电流为
50 pAg，静态工作电流小于1.3 mA. LT1167AC的
CMRR与闭环增益关系如表1所列。