腦功能研究數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研制與應(yīng)用

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1、}:海大學(xué)碩.Ij學(xué)位論文摘要腦電信號包含了大量的生理病理信息,是一種典型的牛物信號,腦電圖也是目前對大腦研究的主要途徑。但是由于腦電信號的微弱以及頭皮采樣點的稀少,一直以來,腦電信號都存在時間分辨率高而空間分辨率不足的問題,隨著電子工業(yè)的不斷發(fā)展,腦電采集系統(tǒng)也向著多通道高精度方向發(fā)展。為了實現(xiàn)多通道的腦電信號采集,并保證系統(tǒng)導(dǎo)聯(lián)數(shù)的可擴(kuò)展性,本設(shè)計使用每路信號獨立ADC采樣的結(jié)構(gòu)。通過對腦電信號及其噪聲特點的分析,系統(tǒng)使用24位的高精度的ADSl251型ADC芯片,在保證分辨率的前提下,盡可能的將

2、ADC前移靠近輸入端,利用計算機(jī)數(shù)字濾波技術(shù)代替模擬濾波等電路。硬件電路中沒有了的濾波電路以及多級的腦電放大電路,使得電路結(jié)構(gòu)大為簡化,保證電路穩(wěn)定性;DC耦合的方式在保證系統(tǒng)頻率響應(yīng)的同時有效的減少了電路的響應(yīng)時間。針對多通道腦電數(shù)據(jù)采集量龐大的特點,系統(tǒng)選用ARM微處理作為控制平臺,合理利用串行數(shù)據(jù)的輸出特點對其進(jìn)行并行傳輸及分組式的存儲,同時使用USB通信方式,有效減小傳輸壓力。論文中詳細(xì)闡述了設(shè)計方案的可行性,針對關(guān)鍵的電路作了詳盡的分析以及實現(xiàn)方法,包括了前置放大電路、AD轉(zhuǎn)換電路、阻抗檢測

3、電路、系統(tǒng)控制電路等硬件電路,軟件部分主要針對ARM環(huán)境下的系統(tǒng)編程,介紹了系統(tǒng)的各種控制代碼以及USB傳輸固件的編程。這種多通道的腦電信號采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,穩(wěn)定性好,具有很強(qiáng)的擴(kuò)展性,為多通道高精度腦電信號的采集研究以及進(jìn)一步的數(shù)據(jù)分析提供了一個很好的實驗平臺。關(guān)鍵詞:腦電采集,多通道,ARM,高精度,嵌入式V上海大學(xué)碩‘上學(xué)位論文ABSTRACTTheEEGsignalcontainsalargenumberofphysiologicalandpathologicalinformation;iti

4、satypicalbio—signal.ThemainwaytostudybrainistoexaminetheEEG.However,duetotheweaksignalandlimitedsamplingpoints,EEGhasthehightemporalresolutionandlackofspatialresolution.withthecontinuousdevelopmentoftheelectronicsindustry,EEGsystemalsotowardsmulti—chann

5、elandHigh-precisiondirection.Inordertoachievemulti-channelEEGacquisition,thesystemusesthedesignofeachADCperchannel.ThroughthecharacteristicsofEEGandnoiseanalysissystemuses24-bittypeofhigh—precisionADCchipADS1251.Inensuringtheaccuracyofthepremise,Reasona

6、bleuseoftheADCcharacteristics,usingthedifferentialamplifiercircuithasaexcellentperformanceofcommonmodeinterferencesuppression.TheADC’ShighdynamicrangeallowspolarizationvoltageinterferewithcommonEEGwithoutanyprocessing,withoutanycomplicatedfiltercircuito

7、rmulti·stageEEGamplifierinhardwarecircuit,thecircuitstructureisGreatlysimplified.Thisensuresthestabilityofthecircuit,andalsoreducestheresponsetimeofthecircuit.Forthecharacteristicsofalargeamountofdata,thesystemchosentheARMmicroprocessorasaplatform,andra

8、tionalusethecharacteristicsoftheserialdataoutputtoparalleltransmission,andusetheUSBtransfermodeofcommunication,effectivelyreducingthetransmissionpressure.Paperdescribedindetailthefeasibilityofdesign,foradetailedcriticalanalysisof

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