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为可穿戴式医疗仪器设计有效的前端滤波器

作者:管理员 发布时间:2019-05-13

    随着科学的发展,一切都发生着翻天覆地的变化,医疗界也是如此。如今可穿戴式医疗仪器有了新时代的新标准,只是需要医疗仪器设计人员注意,这个仪器需要依靠系统,这个是新时代新系统。

    过去,滤波过程只存在于模拟领域。最近,随着微控制器和更复杂信号处理器的出现,人们迫切希望将滤波功能悉数转移至数字领域:但买家需谨慎。这种做法有利也有弊。

    本文简述了模拟领域和数字领域噪声滤波的优缺点。本文通过两个设计示例来讨论每一种滤波方法。第一种设计,采用 STMicroelectronicsTSX7191IYLT 低功耗•●、精密•●、轨至轨•●、9.0 MHz 运算放大器实现模拟低通滤波器。

    第二种设计,采用 Microchip Technology PIC18LF25K40T-I/MV 低功耗•●、高性能•●、采用 XLP 技术的微控制器实现编码式有限脉冲响应 (FIR) 滤波器。

    模拟与数字滤波之比较

    模拟滤波方法在模数转换器 (ADC) 之前使用低通或抗混叠滤波器。在 ADC 之前增加滤波功能可以有效减少干扰噪声,但会增加成本,占用电路板空间。

    数字解决方案在 ADC 后使用平均法减少噪声。基本上可以“随意”向处理器编码添加滤波功能,因为电路中的处理器已经执行其他功能。就编码时间而言,数字滤波功能仅占用少量的资源,但数字滤波存在一个很明显的缺点,那就是其衰减混叠信号的能力不足。

    将模拟传感器信号转换至数字领域是可穿戴式病人监护设备的标准做法。这些设备极其依赖可靠•●、可重复的结果。在这些设计中,很重要的一项决策是判断是模拟滤波合适,还是数字滤波合适。

    本文评估了数据采集系统中模拟滤波器和数字滤波器的区别。模拟解决方案在数字化操作之前使用低通或抗混叠滤波器。该解决方案可以成功地衰减 ADC 数字输出信号结果中可能出现的混叠信号。

    该数字系统在完成信号数字化后使用 FIR 滤波器。该解决方案采用平均技术减少噪声。但无法区分频带中混叠信号与信号。模拟滤波器是两种方法中较好的选择。

    如此高科技的仪器,受到了各大医院的青睐,医疗仪器设计人员的辛苦研究,也是值得的,这也代表着医学界的一大进步。

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