基于双极性采样技术的心率信号采集系统设计

2023-10-24郑春强杨艳云

装备制造技术 2023年8期

郑春强，丁欣，杨艳云，甘文

（广西水利电力职业技术学院，广西南宁 530023）

0 引言

为了满足人们对健康的要求，在穿戴式设备中基本上都配有心率检测功能。心率信号是人体中最重要的体征信号之一，通过测量心脏的跳动频率，能够准确判断出一个人的心脏功能情况，可以根据心率快慢、变异度、整齐程度等方面判断人的心脏健康程度。

目前，穿戴式产品检测心率的方法有光电法[1]、心电信号法[2]、压力振荡法、图像信号分析法[3]等几类。其中心电信号法其实就是医疗级别常用的最准确的测量心率的方法，配备的传感器可以通过测量心肌收缩的电信号来判断使用者的心率情况，原理和心电图类似，这种方法的准确度非常高。心脏在每个心动周期中，由起搏点、心房、心室相继兴奋，伴随着无数心肌细胞动作电位变化，这些生物电的变化称为心电，而通过心电的周期性变化便可以检测到心率。对于智能穿戴设备来说，心电信号法的缺点是电路比较复杂，占PCB 空间比较大，小型化设计难[4]；易受电磁干扰，同时传感器必须紧贴皮肤，放置位置相对固定。

心电信号采集系统通过心电信号法采集人体心率信号，因其容易受电磁辐射信号的干扰，在硬件设计过程中采用独立电源供电的低噪声前置放大器及采用双极性采样技术为核心技术；在软件设计方面采用零点识别技术实现相位正反信号的相位叠加。