具有皮肤驱动的表面肌电采电路VX4
原标题:具有皮肤驱动的表面肌电采电路VX4
名称:具有皮肤驱动的表面肌电采集卡VX4
sEMG_Acquisition_Board VX4
note1:Make by MikeXUE
note2:20200610
note3:表面肌电信号是非常微弱的生物信号,正常人体表面肌电信号赋值为0--1.5mV,
主要能量频段集中在10--150Hz。
note4:《硬件开源》
note5:相比V3版本,对运动中的表面肌电采集具有更好的抗干扰能力。
模组尺寸:30mmX60mm
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一、功能概述
◆ 具有前端RF滤波和保护功能
◆ 专用仪表放大器作为初级放大器
◆ 四阶有源低通滤波,使得只能低于150Hz的信号通过
◆ 二阶有源高通滤波,使能只能高于10Hz的信号通过
◆ 具有50Hz工频陷波功能,避免50Hz工频带来的干扰
◆ 专用低功耗放大器构成主放大电路与电平抬高电路,使得信号以1.5V为中心电平
◆ 采用仪表级电压基准芯片与电压泵,使能基准电压与负压发生更加稳定
◆ 采用皮肤驱动电路,使得采样信号更加稳定
◆ 输出0--3V电压信号
◆ 供电电源支持3.3V或者5VDC
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二、电路概述
1.供电电源:采用LC滤波,可使用5VDC或者3.3V供电
2.负压发生电路:采用MAX660构成负压发生,得到-5V或者-3.3V电压,最大电流可达100mA;
3.电压基准电路:采用TL431配合分压网络构成,得到1.5V参考电压;
4.前端RF滤波与保护电路:采用四组RC电路和4个肖特基二极管构成;
5.前端放大电路:采用INA828构成11倍放大能力的一级放大;
6.皮肤驱动电路:采用OPA171构成的负反馈电路配合前端放大电路构成;
7.四阶低通滤波:采用Sallen-Key结构,构成截止频率为150Hz的滤波电路;
8.二阶高通滤波:采用Sallen-Key结构,构成截止频率为10Hz的滤波电路;
9.工频陷波器: 采用双T型工频陷波电路,对50Hz工频滤波;
10.主放大电路: 采用OPA2171构成放大倍数为40倍的反向比例放大电路;
11.电平抬高电路:采用OPA2171构成同相加法电路,将1.5V基准电压叠加到信号中;
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三、使用说明
1.J1为三电极接口,PD1、PD2为采样电极、Pref为人体参考电极。三个电极通过电极片连接到人体皮肤。
2.P1为用户接口,VCC/GND为电源输入,允许5VDC或者3.3VDC供电,EMG为电源输出接口,连接到单片机ADC。
3.T1、T2、T3分别为三个阶段的信号测试点(参考原理图)。
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