采用MSP430设计的12位心电(ECG)放大器(2)

下图是实际测量得到的心电图信号：

从上图可以看出，心电信号清晰稳定，完全可以满足临床监护以及病理分析的要求。

在上述电路中，想要获得清晰稳定的心电信号，滤波器的设计很关键，特别是50Hz的带阻滤波器尤其重要。带阻滤波器的电路比较复杂，特性受外围组容元件影响较大，因此采用模拟设计往往不太容易获得很好的特性。并且由于使用环境的差异，例如我国市电是50Hz而许多国家是60Hz，因此导致产品的通用性差。如果能够采用数字滤波器，不仅稳定性的问题可以迎刃而解，并且对于不同的使用环境只需要对软件进行修改就可以了，这可以降低硬件设计复杂程度和成本，还能够提高产品的通用性。

MSP430F14X系列单片机，内置了16bit乘法器，因此具备了一定的DSP功能，可以用来进行数字滤波等运算密集型的应用。我们利用MSP430F147设计了一种单导联的心电放大器，取得了很好的效果。

这种ECG放大器的前极放大电路跟前面所述的三导联放大器电路类似，都由缓冲器，电阻网络，差分放大以及主放大级等。两级放大均采用低通网络进行了低通滤波，截止频率选择在80Hz。不同的是，这个电路中省去了50Hz带阻滤波器，这使得电路中组容元件的数量减少了40％，并且获得了模拟滤波器所无法比拟的优良特性。
该电路中ADC采样频率为200Hz。采用四阶切比雪夫滤波器，通带选择在45-55Hz之间，可以得到传递函数为：

对应差分方程为：

上述传递函数的幅频和相频特性如下