過采樣技術及其在生物醫(yī)學信號檢測中的應用.pdf

1、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（AnalogtoDigitalConverter，ADC）是現(xiàn)代信號檢測中必不可少的器件，它決定了系統(tǒng)的測量精度。尤其在生物醫(yī)學信號這種強背景噪聲的微弱信號檢測中，高精度的ADC可以降低放大器對增益的要求。過采樣技術可以提高ADC的測量精度，簡化或省略抗混疊濾波器，但是，目前過采樣技術主要在∑-ΔADC中有深入的研究。本課題對過采樣技術在現(xiàn)成N位ADC中的研究與應用進行了探討。 首先，本文第一次分析了過采樣技術在N位

2、ADC應用中存在的問題。提出一種新的方法-疊加成形信號，來避免直流信號和微弱信號測量時過采樣失效的問題。從理論上分析該方法的可行性，通過仿真實驗，與老的方法-抖動相比較，得出疊加成形信號的方法在過采樣率小于49時更具有優(yōu)勢。同時，采用仿真的方式，獲得最佳過采樣效果時，成形信號的參數(shù)。并且，搭建硬件平臺，測量心電信號，驗證了成形信號在過采樣技術中的作用。 其次，分析了低通濾波器在過采樣技術中的作用，從理論上計算出過采樣較完美地實現(xiàn)

3、目標時的濾波器參數(shù)，設計了適合過采樣應用的濾波器，包括低衰減特性的平均濾波器、高衰減特性的切比雪夫濾波器和可變參數(shù)的低通濾波器。并且，為提高過采樣的效率，闡明了低通濾波器和減采樣合并的方法。仿真實驗結(jié)果得出，過采樣率必須與低通濾波器參數(shù)匹配才能達到過采樣的預期目標。 最后，敘述過采樣技術的兩個應用。過采樣技術簡化數(shù)字鎖定放大器的結(jié)構(gòu)，提高檢測精度，優(yōu)化了生物體阻抗譜的測量，并提出一種優(yōu)化算法，以解決過采樣帶來的大運算量和存儲量問