基于AD8422等元器件的穿戴式脑电采集系统设计与实现

本文主要探讨的是穿戴式脑电采集系统的研制，该系统针对脑电信号的特性进行了深入研究，以满足功能需求和制定相应的技术指标。脑电信号的特性分析是系统设计的基础，包括信号的频率范围、信噪比和动态范围等，这些都是决定采集系统性能的关键因素。 系统的核心组成部分包括下位机和上位机。下位机，即硬件部分，主要包括脑电采集板。其关键元器件的选择极其重要，包括高增益的前置放大器AD8422，用于信号预处理；高效能的A/D转换器ADS1298，确保信号从模拟信号转换为数字信号；主控单元STM32负责控制整个采集过程；USB隔离芯片ADuM4160用于安全地连接上、下位机；以及蓝牙串口模块HC-06，用于实时传输数据。下位机软件设计采用DMA（直接内存访问）技术，通过USB端点双缓冲和块传输来实现快速数据交换，提高通信效率。 上位机软件则在LabVIEW平台上开发，利用NI-VISA工具包和函数库进行USB通信。上位机除了与下位机交互获取数据外，还具备波形显示和数据存储的功能，便于实时监控和长期记录脑电信号。安全性也是考虑的重要方面，通过电气隔离确保用户在使用过程中的人身安全。 研究者曾兴涛在导师官金安教授的指导下，针对生物医学工程领域，特别是在信号检测与处理方向，对这个穿戴式脑电采集系统进行了深入研究。论文提交于2014年5月，并在同年进行了答辩。整个系统的设计和实施都遵循严格的学术诚信原则，所有引用和合作都得到了适当的标注。 本文的最后阶段，对系统的各项关键技术指标进行了测试，包括信号质量、采样率、噪声抑制能力等，以验证其性能是否达到预期。通过对这些内容的详细描述，本文不仅展示了穿戴式脑电采集系统的硬件设计，还深入探讨了软件开发策略和实际应用中的考量，为该领域的研究者提供了有价值的参考案例。