生物探测仪

简介

生物探测仪是一种测量人体或器官(心脏、大脑、肌肉、眼睛)非常微弱的电信号(振幅为几微伏)的小仪器。生物监控器通过蓝牙将测量信号发送到PC或移动电话。它最初是为Palcom项目(奥胡斯大学,丹麦)设计的,后来也被用于研究大脑-计算机接口。

电源

生物传感器中的所有电路工作在3.3V。为了从1.5V电池或1.2V NICD/NIMH单元DC/DC转换器提供生物监控器。生物探测器的模拟和数字部分具有独立的电源(VA和VD)。对于放大器的正确操作,使用ADC参考电压形成虚拟接地(VREF)。


生物信号放大器(单通道)

利用3级差分放大器对微弱生物电信号进行放大滤波。其第一阶段包含精密仪器放大器IA118/IA126(见图)。来自测量输入(CH+和CH-)的共模电压被缓冲,然后由参考电极驱动器使用。下一级通过RC高通滤波器连接,去除直流分量。最后一级由带通滤波器的上截止频率为约60Hz,因此建议使用200赫兹的采样频率来避免混叠。

参比电极驱动器****

来自两个通道的共模电压被用来驱动参考电极。它允许在测量输入上最小化共模电压,从而减少测量信号中的主干扰,即使仪器放大器的CMRR不充分。

蓝牙模块

对于所有数据的无线传输,使用来自BLUGEGGA的包裹THOR模块。这是一个完整的蓝牙收音机与蓝牙堆栈和ASCII接口固件,这使得蓝牙堆栈不可见的应用程序。该模块通过UART端口与微控制器通信。所有蓝牙操作(例如搜索设备、制作和释放连接等)都是通过发送简单命令(例如查询、呼叫)来完成的。在连接之后,数据以有线串行连接的方式被发送和接收。

中央处理器

生物监控器由8位RISC微控制器——ATMEGA8L控制,配有8KB的闪存程序存储器、1KB的SRAM、UART、8通道10位ADC,内置2.56V基准电压和SPI串行接口,可以方便地上传新固件。ADC(引脚ADC0和ADC1)的输入0和1连接到差分放大器。ADC(ADC6)的通道6用于测量电池状态。内部参考电压,可在引脚AREF上,由电源单元使用。

蓝牙模块连接到微控制器的UART引脚(RXD和TXD)和PIN PD2(BT模块的复位)。PIN PD3(It1)连接到用户按钮。SPI引脚,复位,ADC2到ADC5和一些I/O引脚可在扩展板/程序员连接器。

CPU使用外部7.37 8MHz晶体谐振器来适当地生成UART的标准传输频率(例如115200比特/秒)。


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