220 V Cb
Cb1>>Cb Cb1=10Cb
Cb1
Ucm=20v
如何消除干扰电压? 右腿接地消除共模电压，但问题？ 不安全,接地电间形成干扰电压,加接地电阻限流
由接地电阻产生共模电压 Vcm= iabZG= (0.2 µA) (50 K W) = 10 mV 如何消除?
通过高共模抑制比运算放大器消除
电源与人体表面容性耦合
位移电流通过人体产生电压 Vab=0.2*400*2=160uv
（与前面共模电压的区别？如何消除）
减小电极 Cb idb
ucm Z2 ucm ZG
Z1 ucm
心电机 A
Zin B
Zin
G
idb
磁场干扰 干扰电流产生的磁通随时间变换在闭合回路产生干扰电压
传导耦合
公共阻抗干扰
电场、磁场、电磁场耦合
◆ 远场辐射电磁场耦合
大功率的高频电气设备，广播、电视、通 信发射台等，不断地向外发射电磁波。智能仪 器若置于这种发射场中就会感应到与发射电磁 场成正比的感应电势，这种感应电势进入电路 就形成干扰
电场耦合（容性）
当R很大
U 2s
C
C
C2
U 1s
电源
Z1 Z2
ZG
A
B 心电机 G
为什么生理信号测量要考虑干扰问题
• 被测信号微弱 • 人体是良导体，目标大,易受电磁干扰 • 人体系统的复杂性，易受其他系统干扰 • 仪器内部干扰和噪声
第一节、人体电子测量中的干扰
一、干扰引入
干扰形成条件 干扰源耦合通道敏感电路 干扰源 能产生一定电磁能量影响周围电路正常工作的物体或设备
解决方法： 绞合方法
减小环路面积
二、合理接地与屏蔽
保护接地 工作接地
一、合理接地
1、工作接地
电源地 接地是指：各种信号地与电源地的连接
高频信号导致阻抗增加，要多点接地，线要短， 地线大面积铜皮
高频电路特点
• 分布参数明显，导线成为电感，导线间分 布电容明显
• 元件的分布参数也明显 • 晶体管的放大倍数下降，要用的固定中频
干扰源
① 电场干扰：
工频（50Hz）电场的干扰（周围电源）。
② 磁场干扰：
变压器、电动机和荧光灯的镇流器周围产生的交流磁场（线圈）
③ 高频电磁场干扰：
空中的电磁波, 通过测量系统与人体连接的导线引入。
人体内部信号干扰
EMG等
(a)50Hz工频电场干 扰
(b)磁场干扰
胎儿心电（uv级）
二、干扰途径
电磁开关，有线圈 防止烧坏触点，保护VT
干扰的消除
电场耦合干扰：加屏蔽层 磁场感应干扰：减小环路面积 电磁波干扰：滤波电路，屏蔽，能量释放回路 其他生理电干扰,加滤波电路 电源内阻干扰,地线阻抗干扰，加去耦电容，
减小地电阻，布局合理，如并联形式
本仪器内其他电路模块干扰，隔离电路，光耦 电极接触不好，人体运动，加滤波电路
三、其他抗干扰措施
前级的地悬浮,与电源地不通
系统内部干扰抑制
防止电压过高的辐射；导致电路击穿，引起电流冲击
吸收电路的作用
二极管保证电流减小时正向导通 断开后电感产生高压，接通与E抵消
• 三级管为控制电路,提供电感电流 • 2-26中,根据感应定律,接通和断开时电动势方向
不同, 在(e),(d)中要保证断开时二极管正向导通 • (f),(g)导通时R大一些,减小导通时间
= (6 nA) (5 K W) = 30 µV（差模电压）
Z2 ZG
Z1
Id1
A
Id2
B
心电机 G
Id1+ Id2
问题
（1）Z1,Z2意义
（2）Id1,Id2为什么不流入放大器
流入人体 解决方法： 引线屏蔽,将屏蔽罩接地
接触电阻 RAB>>接触电阻
减小长度、避免平行
电源线与人体耦合
人体很高的共模电压 Ucm=220.Cb/(Cb1+Cb)
断开时R小些,减小电压.
• 电源接通瞬间，电感上+，下-，低效+Ec 保持电流不变
• 电源断开瞬间，电感上-，下+，保持电 流不变，因此，断开瞬间问题大，高压 全加载三极管上，容易击穿
电机绕组为电感 RC为能量吸收 断开部分为触点
高压造成火花 短路开关能量吸收 平时合适的RC使电路不开
J为继电器
us BAcos 克服方法：
远离干扰源，绞线，减小回路面积及角度
假设感应侧与被感应侧位置水平对应 假设感应侧产生的磁场变大，反之右手定则电流反向
• 图1为假设每个环路的感生电动势方向， 则相邻的抵消
• 图2为假设的每个小段的感生电动势方向， 则相邻的抵消。
磁场感性干扰
无twisting
有 twisting 绞线
磁场耦合的抑制技术
抑制磁场耦合干扰的好办法应该是屏蔽干扰源 大电机、电抗器、大电流载流导线等等都是很强的磁场干扰源
屏蔽体材料选择
高频电磁波频率或电场，高电导率金属材料反射损耗及涡流损耗 低频磁场，采用高导磁率的材料，磁力线限制在屏蔽体内部， 高电导率材料，铜、铝、钢 高导磁率材料，磁钢、铁、锰合金
第二节 噪 声(了解)
1、噪声一般性质 2、主要噪声类型 3：描述放大器的噪声性能 4：低噪声放大器设计
C C2
当R很小 U2s | jRC | U1s
克服方法
-减小分布电容,增大距离，避免平行，减小长度 -加静电屏蔽层,接地
露出来的短, C很小，则U2s小
导联线及电源线 形成容性耦合
电源线的电场干扰
电源线 220 V
C2 C1
C3
vA-vB = id1Z1- id2Z2 = id1(Z1 - Z2)
二、生物信息测量中的噪声和干扰
医疗仪器设计
• 原理设计 • 测量方案 • 样机设计 • 试验
考虑信号因素、环境的因素、医学因素
生理信号测量中问题
• 为什么生理信号测量要考虑干扰问题 • 实例： • 心电测量有哪些干扰？ • 分析并估算这些干扰大小(5条以上) • 如何这些消除这些干扰？
心电测量中有哪些干扰？ 形成原因？ 如何消除?
电源地
2、输入敏感回路接地
2、输入敏感回路接地
•信号小，对干扰敏感 •输入存在回路，易有电磁干扰 •输入端导联线长，易有电场干扰 •导联线较长，信号端接地线(人)与仪器电路地有较大电阻，
地电位不等，形成干扰电压，直接作用在输入级
(二)合理屏蔽
电场耦合的屏蔽和抑制技术
克服电场耦合干扰最有效的方法是屏蔽物体 (放置在空心导体或者金属网内的物体不受外电场的影响)