IIR自适应陷波器：应对心电信号的50Hz干扰

本文主要探讨了在医疗卫生领域中，特别是在心电图（ECG）信号采集过程中，如何有效地消除心电信号工频干扰的问题。心电信号因其微弱且易受环境影响，特别是50Hz工频干扰，导致数据质量受到影响。目前，常用的消除干扰方法包括接地、双绞线使用、平滑滤波、固定50Hz陷波器以及自适应滤波等。 传统方法如平滑滤波虽然简单快速，但可能对信号产生削峰效应；50Hz陷波器尽管能有效抑制干扰，但对电网频率变化不敏感，且可能出现群延时问题；自适应滤波器虽能随干扰信号调整，但需要额外的参考通道且算法复杂，难以实现实时处理。 文章特别关注了自适应陷波器（ANFs）的应用，尤其是IIR（无限 impulse response）类型的设计。IIR滤波器由于其递归结构，相比于非递归的FIR滤波器，能提供更窄的带宽，适应性更强。实现IIR陷波器的方法多种多样，包括利用全通滤波器设计、将模拟陷波器数字化、根据零极点分布定制设计等。 作者指出，尽管这些方法各有特点，但IIR模型在ANFs设计中的优势更为明显，因为它所需的参数相对较少，更适合处理复杂环境中的信号。然而，设计和实现一个高性能的IIR自适应陷波器仍然需要深入理解信号特性、滤波器设计原则以及自适应算法的原理，以确保在实际应用中能够有效地消除心电干扰，提高心电信号的质量和分析准确性。这对于医疗设备的制造商和信号处理工程师来说是一项重要的研究和技术挑战。