【摘要】本文介紹應用AD公司新一代高性能隔離放大器和高精度、低噪聲儀用放大器，設計新一代多通道、高性能生理參數放大器。

　　1引言

　　生理參數測量放大器是測量生物電位、血壓、體溫等生理參數的重要單元電路。目前，絕大多數的生理參數放大器均采用三運放儀用放大器，并輔之以分立器件的懸浮電路，雖然可以滿足一般要求，但由于集成化低，所用元件多，結構復雜，調試困難，難以滿足當前各種微弱生理參數測量的高穩定性、高共模抑制比、高安全性的要求。筆者經幾年研究、試驗，采用AD公司生產的AD620高精度儀用放大器和AD204小型隔離放大器兩個集成模塊，可以任意構成心電、腦電、肌電、心室晚電位、高頻心電、希氏束電圖等各種微弱電位測量放大器，保證了性能的完美，指標的提高，使設計調試極度簡化，而器件數量一般可以降至普通電路的1／5，滿足生理信號的前置放大，隔離放大的低噪聲、低飄移、高阻抗、高共模抑制比，高絕緣性能的要求，解決了多年來不易解決的難題。

　　2AD620和AD204的性能

　　2．1．AD62O的性能

　　AD62O采用激光晶片校準工藝，使電路元件間的匹配和跟蹤性能完好，從而保證了該電路固有的高性能。圖1是AD62O的簡化電路結構與連接圖。

　　
圖1

　　如圖1所示，TI，TZ為超R結構，接成差分雙極性輸入方式，使電路具備了較高的輸入阻抗和高精度性能。AI，AZ，A3類似三運放結構，由A3消除所有的共模信號，其增益為G一（RI＋RZ）／Rg＋1。由于Rg系外跨結構，可以通過它方便地調整放大器的增益，由于RI，RZ已校準到絕對值24．7K，其增益公式為：G一（RI＋RZ）／Rg＋1一49．4K／Rg＋1，因此Rg一49．4K／（G－I）。AD620采用8腳DIP封裝，其尺寸比三運放電路成倍下降，功耗更低，僅1．3mA。由于超p處理，使輸入偏置電流僅為InA，保證了模塊的高阻抗、低噪音和高共模抑制比。在低頻使用時，其噪聲水平僅O．28pV。。，輸入阻抗可達IOG歐，共模抑制比可達14OdB。

　　2．2AD204的性能

　　從生理參數測量放大器的安全性能上講，國際電工委員會（IEC）在通用安全標準方面要求是相當苛刻的，若不采用隔離，很難達到病人漏電流小于O．ipA的技術要求。目前常用的浮地式技術有電磁耦合和光電耦合兩種。光電耦合的頻率特性較好，線性度相對較差；電磁耦合的線性度優于光電耦合，但因需調制、解調電路，還要繞制變壓器，工藝復雜。由于AD204采用了表面安裝工藝和集成模塊化技術，克服以上缺點，在頻響要求相對較低的生理參數放大器方面，提供了較為理想的應用器件。光電耦合器盡管甩掉了電源變壓器，但由于前級供電仍需懸浮電源，也無法擺脫繞制變壓器之煩瑣，因此這更加突出了隔離模塊兼有懸浮供電電源的優越性。

　　AD2O4其主要技術性能：

　　①尺寸較小：每英寸可安裝四個通道；

　　②低功耗：典型功耗為35mw；

　　③高準確性：最大非線性失真度只有O．O25％（K級）；

　　④高共模抑制性能：當增益為IO0倍時，可達130dB；

　　⑤頻率特性：通頻帶可達SKHZ；

　　⑥高絕緣隔離：擊穿電壓可達2000V峰值（K級）；

　　⑦具有隔離電源輸出。

　　
圖2

　　如圖2所示，AD204采用調幅技術實現將信號變換耦合，達到懸浮放大的目的。它包含一個運放、調制器、解調器和一個電源變換系統。電源變換器被25KHZ，峰值為15V的方波所驅動，這個方波來自外部的配套電路AD246。整個隔離器的輸出電壓和運放的輸出電壓相等，也就是說，隔離器具有單位增益。而運放可以通過不同的連接獲得所需的放大增益。調制器和解調器采用25KHZ方波驅動，其VISO十和VISO一為模塊的電源輸出，以提供被懸浮了的上一級放大器，其最大負荷為ZmA，輸出土7．SV。