脑电物理头模型数据采集系统的研究(2)

鉴相器是要精确测量出两相物理量的相位差的电路[2]，而这是只需要判断出这两相量是同相还是反相即可。其原理是：相位的比较必须要输入两路信号，一路是经模拟开关选通、放大后的信号；另一路为偶极子电流源的电阻R(如图2（b）所示)上的电位，这样必定有19个表面电极的电位与该电位同相，与另外19个表面电极反相。两路信号经放大、限幅后，送到“异或门”进行逻辑异或运算。异或的工作原理是：当输入信号为同相时，输出为低电平；为反相时，输出为高电平。电路原理图如图3所示。在图3中，信号从Input1、Input2输入到异或门，其中Input2的放大电路与Input1相同，所以在此省略。经异或门逻辑运算后，信号有毛刺产生，所以在其后加了一级II型滤波电路，有效地去除了毛刺，保证了信号的准确性。RMS有效值转换采用美国模拟器件公司生产的单片真有效值/直流转换器AD637，它可输出交流信号的真有效值、平均值、绝对值、dB等。输出的结果连接到PCI数据采集卡上，由计算机进行数据处理，同时计算机还对模拟开关进行通道控制。

5 结果分析

将脑电电位的测量结果与解析解进行比较，如图4所示。其中（a）图为解析解的曲线；（b）图为实际测量结果的曲线。从图中可以看出，解析解和测量结果的变化趋势基本上一致。

图4 脑电电位分布的比较

从图4(b)中可以看出，左右电极（以0为参考点）电位大小不相等，并且有单独的几个电极的电位偏离了正常的变化趋势。经过分析得知，由于每个测量电极被氯化钠溶液（即模拟脑脊液）所腐蚀的程度不一样，所以每个表面电极对外所呈现的阻抗特性也就不一样。若输出阻抗较低的电极的电位，输出至模拟开关时，后续电路取的电流就较小，电压降低得就小；反之，电压降低得就多。

为了提高系统的抗干扰能力，增加系统的稳定性，文中对偶极子电流源采用双极屏蔽隔离变压器；在变压器输出端并联电阻使得物理头模型电位参考点入地电流为零；运用三运