總體設計思路

　　本文提出圖3所示的，采用隔離數字信號的方法代替隔離模擬信號的方法。將具有模數轉換功能和數字信號處理能力的DSC放到隔離前端，直接對模擬信號采樣和進行數字濾波，再傳遞經過處理的數字信號的方法。

　　圖3 基于DSC和數字隔離的新型生物電信號采集系統

　　圖3所示的系統在降低隔離電路失真度的前提下大幅度的降低了總功耗和生產成本，原因在于：省去了復雜的模擬隔離電路，可以使用3V的單電源供電；整個數字隔離電路不存在電路工作點的調整和穩定問題，降低了靜態工作電流，提高了溫度穩定性；利用DSC的高運算速度和采樣率，實現過采樣和數字濾波，取代模擬低通濾波器和工頻陷波器，進一步降低電路的復雜程度和功耗；所有器件可以直接使用，省去了挑選配對光耦和工作點的調整過程，節約了大量的人力，適于批量生產。

　　另外，在實際電路中，往往需要多路同時采集（一般心電信號需要3－12路，肌電信號需要4路信號同時采集）。如果使用傳統的隔離模擬信號的方法，隔離通道數必須和信號路數相同；而本文提出的數字隔離方法，只需將數字通訊的帶寬平均分頻給每個通道，這樣只要一套DSC和數字隔離電路就可以同時完成多個通道的數據隔離和傳輸任務。

　　數字濾波器的實現

　　抗混疊的低通濾波器，用無限沖擊響應濾波器實現。

　　對于工頻干擾的噪聲，需要用工頻陷波器來去除。為了提高濾波器對噪聲耦合通道變化的適應能力，由自適應濾波器構成工頻陷波器。自適應濾波器和噪聲耦合通路之間的拓撲結果如圖4所示。

　　圖4 自適應濾波器的拓撲結構

　　構造出相位相差，頻率分別為50、100、150Hz的六個“假想噪聲”，然后在濾波過程中不斷調整權值向量W，進而從有用信號和噪聲的疊加信號T中得出和“假想噪聲”最大線性相關的時間序列a，從模擬放大器的混合輸出信號T中減去和“假想噪聲”線性相關的序列a，就得到了和a不相關的誤差序列e，這個序列就是所需的陷波結果。