儀放采集肌電信號工頻信號耦合，儀放前端能去掉工頻信號？怎么來提高儀放的CMRR

老白 · 發(fā)表于 2021-6-2 15:09:33

問：下圖是儀放采集肌電信號的電路。在測試的時候，如果直接從信號發(fā)生器輸出1MV 250HZ的信號出來，后面經(jīng)放大后的數(shù)值正常放大，但是由于標(biāo)準(zhǔn)的要求，信號發(fā)生器的輸出信號（1V 250HZ）需要經(jīng)過非平衡電路衰減（1000倍）后再進入儀放，這樣放大后的數(shù)據(jù)就偏大了，而且不穩(wěn)定，經(jīng)分析，是工頻信號耦合進去了，從儀放前端能去掉工頻信號嗎？怎么來提高儀放的CMRR呢？

里面的要求：

A.首先針對于工頻信號我們一般都是采用陷波濾波器的方式就是我們經(jīng)常所說的帶阻濾波器的一種，一般都是帶寬比較窄主要是是消除工頻的60Hz

B.針對于如何提高儀表放大器的CMRR，首先我們需要知道CMRR的定義，共模抑制比=Adif/Acm=差模增益/共模增益

C.針對于普通運放其共模增益一般為1，大家可以以反向比例運算放大器為例

D.針對于儀表運放，理想情況下，其共模增益為0，因為其內(nèi)部一般有減法器，減法器會將共模增益變?yōu)?

E.所以首先AI儀表運放其本身對于共模噪聲的抑制非常好

F.然后我們針對EKG做具體分析，首先我們?nèi)梭w在受到電網(wǎng)的交流電場作用的情況下，其會在人體上產(chǎn)生交流電位，而這個電位在體表各個地方均相同，為共模干擾

G.人體在和交流電場耦合其等效電路圖如下:一般情況下，Cd2>>Cd1,若取Cd2=10*Cd1則Vcm=20V

H.由于是交流電場，所以會在C1和C2之間產(chǎn)生位移電流，且很難做到完全匹配，所以此時的共模信號其實就會轉(zhuǎn)化成了差模干擾，而該差模干擾就會被以為是真實信號而放大

I.解決該問題的方法有很多，一般情況下，我們使用右腿驅(qū)動技術(shù)居多，即通過抽取輸入端的共模電壓的平均值，然后反相增大輸出到右腿端，然后由于是反相，所以可以進一步的減少共模電壓，哪怕仍然不平衡，但是共模電壓總體減少了，比如說原來是20V，現(xiàn)在變成了5V，原來不平衡產(chǎn)生的差分電壓為12uV，則現(xiàn)在就變成了3uV