博碩士論文 etd-0727111-181252 詳細資訊


姓名 鄭偉銘 (WEI-MING CHENG) 電子信箱 不公開
學號 M9807318 論文著作權 作者與指導教授共同擁有
系所名稱(中) 電機工程系 系所名稱(英) Department of Electrical Engineering
學年度 / 學期 99學年度第2學期 學位 碩士 (Master)
論文名稱(中) 可重組構之多重生理訊號量測放大器
論文名稱(英) A Reconfigurable Biopotential Amplifier for Measuring Different Forms of Bioelectric Phenomena
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論文種類 碩士論文
論文語文別 / 頁數 中文 / 59
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關鍵字(中)
  • 生理訊號放大器
  • 可程式化儀器
  • 可重組構儀器
  • 關鍵字(英)
  • biopotential amplifier
  • programmable instruments
  • reconfigurable instruments
  • 摘要(中) 近幾年來,生理訊號量測系統已經大量應用在現代的臨床實務上,一般生理訊號的種類包含腦電圖(Electroencephalogram;EEG)、心電圖(Electrocardiogram;ECG)、肌電圖(Electromyography;EMG)與眼電圖(Electro-OculoGraphy;EOG)。然而;上述這些生理訊號大多分別以特定的生理訊號擷取儀器來量測,其原因在於不同的生理訊號來源具有不同之振幅大小與頻率範圍。因此本論文提出一創新之可重組構生理訊號放大器。此一創新生理訊號放大器可以量測先前所敘述之不同生理訊號來源,其方法為導入了訊號切換控制器以及數位可變電阻等技術來處理不同生理訊號之大小與頻率範圍。在實作上,本文使用一微控制器來重組電路方塊模組之切換以及濾波器模組之設定,使得某一特定生理訊號源可以正確地擷取。最後,本論文實作一可重組生理訊號放大器雛形,並以超低電壓的弦波與生理訊號模擬器來加以驗證;同時也以實際受測者進行腦電圖、心電圖、肌電圖與眼電圖等生理訊號量測,以驗證此一可重組構生理訊號放大器之可行性。
    摘要(英) Nowadays, measurements of bioelectric signals are popular in modern clinical practice. Conventional forms of bioelectric phenomena are electrocardiography (ECG), electromyography (EMG),electroencephalography (EEG) and electrooculography (EOG), and they are recorded with dedicated bioelectric instruments respectively because of measuring different magnitude and frequency ranges of bioelectric signal sources. In this paper, a novel reconfigurable biopotential amplifier is proposed to measure aforementioned different forms of bioelectric phenomena. The proposed reconfigurable biopotential amplifier introduces signal switching controllers and digital variable resistors to deal with different bioelectric signals with various magnitude and frequency ranges. A microcontroller is used to reconfigure the circuit layout and the filter setting so that a specific bioelectric signal could be properly collected. A reconfigurable biopotential amplifier prototype is realized in this paper, and the experiments of measuring ultra low voltage sine waves and ECG simulator are evaluated first, and then the experiments of measuring ECG, EMG, EEG and EOG from the subjects are also discussed to verify our approach.
    論文目次 摘要 i
    Abstract ii
    目錄 iii
    圖目錄 v
    表目錄 viii
    第一章 背景動機與目的 1
    1-1 背景動機與目的 1
    1-2 論文架構 2
    第二章 文獻回顧 3
    2-1 可程式規劃電路相關文獻 3
    2-2 生理訊號擷取系統相關文獻 3
    2-3 文獻回顧總結 6
    第三章 可重組構生理訊號架構 7
    3-1 設計需求與相關應用 7
    3-2 系統整體架構 13
    3-3 硬體電路 14
    3-3-1 硬體電路架構 14
    3-3-2 隔離型電源供應模組 15
    3-3-3 前級儀表放大器 15
    3-3-4 DRL等效電路 16
    3-3-5 隔離放大器 17
    3-3-6 可調Q值Twin T帶拒濾波器 18
    3-3-7 低通濾波器 21
    3-3-8 高通濾波器 24
    3-3-9 中間級與後級增益放大器 28
    3-3-10 訊號壓縮平移電路 29
    3-4 訊號切換與參數調整架構 31
    3-4-1 訊號切換與參數調整電路 31
    3-4-2 數位可變電阻 32
    3-4-3 數位觸發式類比開關 32
    3-4-4 匯流排開關 33
    3-5 數位濾波器設計 34
    3-5-1 IIR低通與帶拒數位濾波器 35
    第四章 實驗結果 37
    4-1 實驗設計 37
    4-2 基本波形測試 40
    4-3 實際人體測試 41
    第五章 結論與未來研究方向 46
    參考文獻47
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    [36] http://www.analog.com/en/switchesmultiplexers/analog-switches/adg511/products/product.html
    [37] http://www.analog.com/en/interface/level-translators/adg3247/products/product.html
    指導教授/口試委員
  • 郭重顯 - 指導教授
  • 陳筱青 - 委員
  • 林淵翔 - 委員
  • 詹曉龍 - 委員
  • 繳交日期 2011-07-29


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