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1、关于用共模负反馈法提高心电放大器共模抑制比问题的讨论福 州大学医学工 程研究室蔡星炳?提要?本文通过二个典型的共模负反馈心电放大器线路,叙述分析多级放大系统共模抑制比的方法,研 究共模负反馈对于提高多级放大系统 加!的规 律,并对其效果作出评价,探索以第二代运算放大器为主要部件进一步提高放大系统#的途径% + +! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !反反饵饵 0 0 0; ; ;图第一类多级放 大系 统第一级本身共抑比为 # 2 人2?。一下下一一一一一一一一一, 井井一一一 一一, 一八;卜;/ 第一级输出的共模电压进 一步减少为。夕二第第
2、二级级级级级第三级级# + + +; “么卜卜2 反反馈馈0 0 0; ; ;图第二类多级放大系统医疗器械年第卷第期全 系统的 # 一华工、; 二、 !;工、进止一3,找,。 由,表达式知系统的差模增益与反馈系数幻成反比,因此这个电路对差模信号也有负反馈作用。由共模输入,求系统的共模增益这时输入为。.。由于第一级匹配,因此它在反馈电压没有送来的情况下,应没有差 动的共模干扰输出,只有相等的直通 电压#、!。一!如刃。这电压作为第二级的共模输入,相当于第二级加上# 误差 电压,经第二级放大后将有较大的共模电压 。输出和反馈。恒流源接受反馈后,使!,。,!。受到不同程度 的反馈,直通电压变得不相等
3、,但其趋势是使总的共模输出 电压。有所 减少,形成共模负反馈过程。这时,回路共模电流 。,。,直 通共模电压#及总 的共模输出 电压。分别为。13。,。,0,。1。,0,。 ,。、#万、。爪且,找,。# 。后,便得出系统的共模增益为牡长长,决一+。 百八十爪十0,。#+ # 改善系数+一二上生一一一一一 8 、 十、了十艺一医疗器械年第卷第期四第一级不匹配只佩谁集中表现于06沪0 6办,而第二级理想即#一一一 /. = 尹飞,这级的本身共抑比为 # 二#、厂 入.人、宙, 二二二一、写#长人 孕谬续 ,十 %3#,二乒昌粤华三、十0;0。 , %。#人改善系数+十0卫夕。凡 、6一瓢+于争粗估
4、,的共模正反馈,与%。同数量级,+生或分贝,改善有限。有人提出是否一 采用适 量使式分母趋于。,以使+一 ,即0,二+。但这种正 馈反指标极不稳定,实际试验中很难调得最佳状态,即#很低,无法实现。四评价、二这种共模反馈电路的全系统共抑比# # 。 # ,在第一级精确匹配时#比第二级本身 # 。有较大的改善。但当第一级不是理想匹配,尤其是当它 由分 立元件组成时,本身的#毗就术高,共模反馈只能在这基础上作很有限的改善。本文分析表明,即使在很大反馈量下,也只能改善约 分贝。因此,全系统的#主要决定于第一 级的 城人,恒流源型共模反馈的作用对第一级的改善不大。一我们试验实测这电路的 # ,在精细匹配
5、下最高达到万分贝,一般情况只能达到选分贝左右。,三、对提商共模反馈效果 的讨论从以上对两个典型共模反馈电路的评价,可以初步断定共模反馈对第一级改善作用很有限,因此第一级本身要求精确匹配。这就要求第一级采用集成运放,不能用分立元件组成。用两块或更多集成运放可构成各种组 合电路,其中比较适合作心 电放大第一级的是同相并联电路见本文图中的第二级电路,它具有输入阻抗高,共抑比高,不受电阻匹配的影响等优点。采取右脚驱动技术这方法国内外均已有采用,颇见成效,它实质上是把反馈圈向前推移到信号源中去,以克服恒流源共模反馈的作用范围小即基本不包括第一级的缺点。右脚驱动对共模抑制的改善程度,将因电磁千扰的环境及人
6、体位置,体阻 抗,接触一电阻 等不同而异,因此实际上难于确定放大系统改善的分贝数,只能作粗略分析。运放组合电路直接实行共模反馈的设很 一、,由前面分析知第一级应采用运放组成。如能不 另 添加分立元件而把共模反馈电压直接施一一加于集成块的输入端或附加输入端例如; 一 ,或调零端例如 等适宜的落脚点,则对提高#将有见效,但能 否实现需要考虑以下问题接上反馈电路后不要影响原系统的输入阻抗厂叹万乡一、一一悦不要影响差模通道各项指标,不 要影响原系统对共模的平衡匹配,灼反馈信号经放大后,要能分成同相均衡的二路,而且接入放系大统后仍能保持其均衡的特性。作者曾对这种设想作过各种试验,有一定作用,但不稳定。最
7、大的间题是如何防止双端反馈量不均衡,否 则反而会引入共模的差动分 量。这个问题还有待于进一步探索。参考文献?!8,./仁6心,%( &0+&+0=&,(了/,&+ /3/63&3&(比,#( &33,一,、俞斯庆,心龟放大器的高共模抑制比设计,医疗 器械,一,徐剑石,运算放大器和数据放大器的概况,电子技术应用,一么, 俞斯庆,心电放大器设计原理,电子技 术应用,一,8/6( ),/,8 3 3+ 9(4,( ., 么!+,(.1改( +璐&宜!(,. (/. 7加0./又,!了. /+ /(,& + +4&6(7 &(/3( +0&+( ( .&+0,#,一,李清泉等,集成运算放大器原理与应用
8、,科学 出版社,北京,付 雄飞,心电图右脚驱动技术及其安全问题,医疗器械,一,8、 ./ (6(, 3&心/,&妞1(./,&+ /3/63&1&( .一,4 &.70( +(./,& +,(+&)(,#(9&33,一 , 年月日收稿争之一一, 全国首届体外循环肝肾组 技术交流会召开国家医药管理局体外循环情报网于 年月日一 日在杭 州召开。全一国 首届体外循环肝肾组技术交流会参加会议的有全国 个省又市和解放军的代表共 人。会议共 收到论文资料 余篇,内容包括血液透析、腹膜透析、序贯性超滤透析、吸附型血液灌流装置的研究、人工 肾的保养和 维修、超滤膜的研究、人工 肾透析装置泵的设计、人工肾透析器性能模拟测试、透析器的重复使用、水处理装置等。, 二这次会议表明了我 国的血液净 化技术已开始进入向纵深发展的新阶级。会议提出今后应加强血液净化技术 的科技情报和宣传工作, 以推动我国的血液净化工作的开展进一步加强血液净化的理论研究和血液净化装置的研制,不断提高现有的血液净化装置的稳定性和使用寿命降低成本,改进工艺, 使之稳定可靠、操纵灵活、调节方便加强协作,互通情报、避免在同一水平上做不必要的重复,、 想方设法,降低血液净化治疗的费用,以治疗更多的肝肾功能衰竭病人。、 一日本东京女子医科大 学阿岸铁三教授专程来杭参加会议,进行交流。有关生产厂和研究所展出 了产品。哀启明医疗器械 年第卷第期
