生物医学检测技术与仪器 第三章_智慧树知到答案2021年

第三章 医学测量中的信号处理：本章主要介绍生物医学检测技术和仪器中的信号处理，主要包括信号放大、滤波和信号隔离等。各种生物信号都属于低频的微弱信号。因此，必须首先把信号放大到所要求的强度，才能对之进行各种处理、记录、显示。信号处理主要包括信号放大、滤波和信号隔离等。信号放大技术是人体电子测量系统中最基本最重要的环节。生物电是反映人体各种生理状态的一种重要信息，是人体电子测量中的主要信息源。各种生物电放大器的结构、性能等都成为生物医学电子学中的主要研究内容。各种生理参数（如血压、心音、呼吸等）的测量放大器也都具有各自独特的设计方法。3.1生物电放大器前置级的基本要求原理:本节学习生物电放大器前置级的基本要求。生物信号大都属于低频微弱信号，为了对生物信号进行各种处理、记录、显示，首先必须把信号放大到所要求的强度。放大器设计的核心是前置放大部分。生物电放大器，通常是对任意两点的电位差进行放大，因此生物电放大器前置级通常采用差动放大电路结构。
3.2差动放大电路的分析方法:本节学习差动放大电路的分析方法。生物放大器的前置级，通常都采用差动放大电路结构。本节从一个简单的基本差动放大电路的共模抑制能力、输入阻抗的分析入手，研究差动放大电路共模抑制比的影响因素，以及如何提高放大电路的输入阻抗，构成生物电放大器的前置级，达到生物电放大器所要求的指标。
3.3同相并联结构的前置放大电路:本节学习同相并联结构的前置放大电路。在基本差动放大电路中，差动输入电压是从放大器同向端和反向端两侧同时加入的，因此其输入电阻不高。一般有两种解决办法，一是把差动输入信号都从同相侧送入，能大大提高电路的输入阻抗。二是在差动放大电路前面增加一级缓冲级，实现阻抗变化。缓冲级一般由同向电压跟随器实现。本节介绍第一种方法中的同相并联结构的前置放大电路。
3.4同相串联结构的前置放大电路:本节学习同相串联结构的前置放大电路。在基本差动放大电路中，差动输入电压是从放大器同向端和反向端两侧同时加入的，因此其输入电阻不高。采用同向并联差动结构形式的前置级，可以提高输入阻抗。为了获得高输入阻抗，并尽量少用运放器件，还可以采用同向串联结构形式的前置级设计。
3.5提高生物电放大器前置级共模抑制能力的其他方法:本节学习提高生物电放大器前置级共模抑制能力的其他方法。为了解决差动输入电压输入电阻不高的问题，一般采用同相并联结构的前置放大电路以及同相串联结构的前置放大电路，除了正确设计电路参数以提高共模抑制比以外，还可以通过电路技术，使放大器获得更高的共模抑制能力，这样也相对降低了对器件参数的苛刻要求。
3.6隔离及设计:本节学习隔离级设计。为了人员和设备的安全，在与人体相连的传感器到设备信号输入的通道中，通常需要进行电气隔离。医学仪器一般有两个通道需要隔离：一个是信号通道隔离，通常通过集成隔离放大器来实现；另一个是电源通道隔离，通常通过直流到直流（DC-DC）的变换器来实现。
3.7生理放大器滤波电路设计:本节学习生理信号放大器滤波电路设计。信号滤波对生物信号处理有非常重要的作用，这体现在：通常需要利用滤波器去除干扰和噪声；高通滤波器可以用来消除电极电位漂移；低通滤波器可以用来消除各种高频噪声，尤其是工频噪声及其谐波，也能用于限制信号的频宽，以防止采样时造成信号混叠。不同生物电信号的频率范围不同，放大器的频率响应范围也是不同的。

[单选题]在设计生物电放大器前置级时，根据生物医学信号的特点有4个基本要求，不包括_____。（ ）选项:[低噪声、低漂移, 高输入阻抗, 高精密度
, 设置保护电路
, 高共模抑制比]
[判断题]共模输入电压因为转化成差模电压而形成共模干扰电压。造成这种转化的原因，是放大器的运算放大器件本身的共模抑制比不是无穷大。（ ）选项:[对, 错]
[判断题]差分放大电路可以消除共模干扰。（ ） 选项:[错, 对]
[判断题]两级放大电路的共模抑制比主要取决于第一级的差动增益和第二级的共模抑制比能力。（ ）选项:[对, 错]
[单选题]同相并联差动电路作为生物电放大器前置级的设计步骤不包括：（ ）选项:[精确匹配第二级差动放大电路中的电阻的
, 器件选择
, 尽可能的提高第一级电压增益，有利于实现低噪声性能
, 合理选择前置级增益
, 合理分配组成前置级的两级放大电路的增益
]
[单选题]同相串联结构的前置放大电路相较于同相并联结构的前置放大电路通过少用运放器件，同样获得了_____。( )选项:[高输入阻抗, 抗干扰能力强
, 高共模抑制比, 安全性高]
[判断题]同向串联结构的放大电路共模抑制能力，取决于两个器件本身的共模抑制比是否相等。（ ）选项:[对, 错]
[单选题]与人体相接触的电极到测量系统，通常有大于_____m的距离（导联引线）。( )选项:[0.5, 1
, 0.2, 0.7]
[单选题]浮置部分由浮置电源供电，接地部分由工频市电供电（接地电源），构成两个独立的供电系统。其中，浮置部分的浮置放大器使其_____进一步提高。（ ）选项:[低漂移能力
, 低噪声能力, 共模抑制比, 输入阻抗]
[单选题]滤波器有多种实现形式，其中不需要运算放大器的滤波器是_____。（ ）选项:[低通滤波器, 高通滤波器, 有源滤波器
, 无源滤波器]