過(guò)采樣技術(shù)及其在生物醫(yī)學(xué)信號(hào)檢測(cè)中的應(yīng)用.pdf

1、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（AnalogtoDigitalConverter，ADC）是現(xiàn)代信號(hào)檢測(cè)中必不可少的器件，它決定了系統(tǒng)的測(cè)量精度。尤其在生物醫(yī)學(xué)信號(hào)這種強(qiáng)背景噪聲的微弱信號(hào)檢測(cè)中，高精度的ADC可以降低放大器對(duì)增益的要求。過(guò)采樣技術(shù)可以提高ADC的測(cè)量精度，簡(jiǎn)化或省略抗混疊濾波器，但是，目前過(guò)采樣技術(shù)主要在∑-ΔADC中有深入的研究。本課題對(duì)過(guò)采樣技術(shù)在現(xiàn)成N位ADC中的研究與應(yīng)用進(jìn)行了探討。 首先，本文第一次分析了過(guò)采樣技術(shù)在N位

2、ADC應(yīng)用中存在的問(wèn)題。提出一種新的方法-疊加成形信號(hào)，來(lái)避免直流信號(hào)和微弱信號(hào)測(cè)量時(shí)過(guò)采樣失效的問(wèn)題。從理論上分析該方法的可行性，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)，與老的方法-抖動(dòng)相比較，得出疊加成形信號(hào)的方法在過(guò)采樣率小于49時(shí)更具有優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，采用仿真的方式，獲得最佳過(guò)采樣效果時(shí)，成形信號(hào)的參數(shù)。并且，搭建硬件平臺(tái)，測(cè)量心電信號(hào)，驗(yàn)證了成形信號(hào)在過(guò)采樣技術(shù)中的作用。 其次，分析了低通濾波器在過(guò)采樣技術(shù)中的作用，從理論上計(jì)算出過(guò)采樣較完美地實(shí)現(xiàn)

3、目標(biāo)時(shí)的濾波器參數(shù)，設(shè)計(jì)了適合過(guò)采樣應(yīng)用的濾波器，包括低衰減特性的平均濾波器、高衰減特性的切比雪夫?yàn)V波器和可變參數(shù)的低通濾波器。并且，為提高過(guò)采樣的效率，闡明了低通濾波器和減采樣合并的方法。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出，過(guò)采樣率必須與低通濾波器參數(shù)匹配才能達(dá)到過(guò)采樣的預(yù)期目標(biāo)。 最后，敘述過(guò)采樣技術(shù)的兩個(gè)應(yīng)用。過(guò)采樣技術(shù)簡(jiǎn)化數(shù)字鎖定放大器的結(jié)構(gòu)，提高檢測(cè)精度，優(yōu)化了生物體阻抗譜的測(cè)量，并提出一種優(yōu)化算法，以解決過(guò)采樣帶來(lái)的大運(yùn)算量和存儲(chǔ)量問(wèn)