,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,生物医学电子学,低噪声,抗干扰,生物信号测量根本条件,Review,形成干扰的三个环节,干扰源,耦合途径,敏感回路,“经公共阻抗耦合”形成干扰的原理,近场感应耦合及抑制措施,电容性耦合,电感性耦合,近场耦合抑制方法,一、电容性耦合,但凡被绝缘物分开的两个导体的总体，都具有电容效应。比方：平行两导线之间，线圈的各匝之间，导线和大地之间,在电子系统内部元件和元件之间，导线和导线之间以及导线与元件，导线、元件与构造件之间都存在着分布电容。,分布电容：,除电容器外，由于电路的分布特点而具有的电容效应。,一个导体上的电压或干扰成份通过分布电容使其他导体上的电位受到影响，这种现象称为电容性耦合。本质是位移电流,位移电流,变化的电场引起,R,对于给定的电路一般为定值，主要是频率发生变化：,wm为转折点频率，对于生物电信号检测，多数状况其为 kHz数量级,w,m,导体内电场为,0,，导体为等势体,假设将导线完全屏蔽：,屏蔽,若屏蔽线接地，则导线,2,受干扰的电压也为,0,1s,sG,实际中的屏蔽应用(局部屏蔽、芯线外露：,虽然，也为：,但由于屏蔽后，导线伸出屏蔽层的长度短，C值显著减小,假设屏蔽层编织不严密或接地不良，使C值增大，还不如不使用屏蔽导线,故，,U,2s,值减小。,？,C,优良的屏蔽应具备的条件,低噪声,抗干扰,生物信号测量根本条件,Review,形成干扰的三个环节,干扰源,耦合途径,敏感回路,近场感应耦合及抑制措施,电容性耦合,电感性耦合,近场耦合抑制方法,经公共阻抗耦合,形成干扰的原理,远场、近场耦合的概念,本质：电磁感应,变化的磁场产生感应电压,a耦合示意图；b用磁通密度表示的等效电路；c用互感表示,.,.,.,.,为了减小Us，可实行下述方法：,绞合线效果a受干扰侧绞合 b干扰侧绞合,感应侧,被感应侧,感应侧,被感应侧,留意,在电感性耦合中，干扰电压的等效电压源是串联在信号回路中的，所以它的大小与信号回路的阻抗无关。与电容耦合比较,干扰源：远离干扰源，减弱干扰源的影响,耦合途径明确引入干扰的途径,传导耦合,公共阻抗耦合,电磁耦合：远场、近场电场、近场磁场,人体电测量中抑制近场干扰的具体措施,1、减小分布电容C：增大间距，缩小分布电容的 有效面积非平行布线,平行板小间距：,2、屏蔽接地,1良好接地 2尽量缩短中心导线暴露的长度 3屏蔽层网编织严密,减小容性耦合的方法,减小感性耦合的方法,实例分析,C,d1,为人体与,50Hz,、,220V,馈电线之间的分布电容，,C,d2,为人体与大地之间的分布电容,人体处于电场中，设定人体为等电势体,C,d1,C,d2,U,CM,通常,C,d1,C,d2,假设取Cd2=10Cd1,电源馈电线,心电信号检测电路如下：,Z,1,和,Z,2,表示电极和皮肤之间的接触阻抗,C,1,和,C,2,表示市电供电线与人体之间形成的分布电容,放大器输入阻抗很大,设Id1=Id2=6nA，Z1、Z2有5k的不平衡，UAB=IdZ1-Z2=30V，约为心电信号的3%,位移电流,变化的电场引起,假设有Z1=Z2，且C1=C2，即导联条件完全对称，则位移电流形成的电压相互抵消。但是，通常状况下很难匹配。,措施：,削减电极与皮肤之间的接触阻抗,I,d,=0.2A,，,0.2A800=160V,，它相当于心电信号的,16%,以标准导联,I,为例，,假设两臂间的体电阻为,800,减小体电阻,三个电极同时置于胸部,但不易消退,措施：,病室中，Bcos约为3.210-7Wb/m2，则50Hz磁场的感应电压约为160 AV。回路面积A须限定在0.1m2以下，方可使感性耦合干扰电压小于10V,屏蔽；远离干扰源；输入导联线绞合；,容性、感性耦合原理,近场耦合的抑制方法,人体测量的实例分析,参考书目1、电子电路抗干扰有用技术毛楠等著，国防工业出版社 2、电磁兼容设计白同云等著，北京邮电大学出版社3、电磁干扰及掌握林国荣等著，电子工业出版社,作业：,1,、简述电容性、电感性耦合干扰的抑制措施,0、复习分布电容、位移电流的相关学问,2、结合示波器探头从人体检测到的波形试验状况，分析人体干扰耦合形成的环节及可能的抑制措施。,3、结合手机对音响扩音系统的干扰现象，分析干扰形成的缘由，解释观看到的现象，给出可能的解决措施。,