赵进创，李贤宇，邱 斌，傅文利

(广西大学 计算机与电子信息学院，广西 南宁530004)

同时多频生物电阻抗测量技术MFOT-BEIT(MFOT Bioelectrical Impedance Measurement Technology)依据人体不同组织、器官具有不同阻抗的原理，通过体表电极同时注入微小的安全混频激励电流检测电极测量组织表面的电压，通过测得的电压信号计算出组织或器官的阻抗变化[1]。MFOT技术能克服多频分时测量时受组织、器官内血流变化影响的不足，是目前的研究热点。为满足生物电阻抗测量系统同时多频激励的要求，目前已出现了的多种同时多频激励源，基于Walsh函数的同时多频混合信号激励源就是其中的一种[2]。因Walsh函数激励源易于用FPGA硬件实现同步信号生成，所以是一种很有发展前景的MFOT激励信号发生器。

为了采样基于Walsh函数的同时多频信号，本文设计了由Cyclone IV EP4CE115F29C7N FPGA和高速A/D转换器AD9240构成的数据采集系统。该系统能对输入的信号进行正确采样，并在计算机上恢复出其原始波形。

1 Walsh函数同时多频信号产生原理

Walsh函数系是一组正交函数系，可表示为WAL(n，t)，其中n表示阶层，t表示时间。可以用奇函数 SAL(n，t)和偶函数 CAL(n，t)表示为[2]：

当n=2k-1，即 SAL(n，t)=SAL(2k-1，t)时 ，Walsh 函数 是一系列占空比相等的方波，它们的频率成倍数增长。基于 Walsh函数的同时多频信号由 SAL(2k-1，t)依照式(2)求得：

其中，p是阶数。图1所示为当p=7时，7阶Walsh函数构 成的多频混合信号， 它包含了f0，2f0，4f0，8f0，16f0，32f0，64f07种频率的方波，其中基波为f0。

图1 7阶Walsh函数构成的多频混合信号

2 信号采集系统构成

多频混合信号采集系统主要由两部分组成：一是以AD9240为中心的前端信号处理和采样部分；……