使用模拟发现工作室和LabVIEW DIY心电

皮肤上的电位差的振幅仅在毫伏或微伏范围内，所以它必须被放大。为了放大信号，使用OP482搭建了一个仪表放大器。增益设置为500 (A = (1 + 2 * R2/R1) * R3/R4)。的+输入应连接到右侧，在脚踝上方-输入到右手，在手腕上。在表面电极和仪表放大器的输入100kΩ电阻之间连接，以限制任何流向身体的电流(在故障操作的情况下)。

放大器的输出可以用图形来表示示波器波形的仪器。

可以看出，被测信号噪声太大，无法识别心脏信号。为了纠正这一点，使用OP 482中的第四运算放大器(A = - R6/R5)放大和倒置来自第一放大器级输出的共模信号。放大和倒置共模信号(G）连接到电流限制电阻，然后连接到左侧手腕。两个反平行二极管连接在G表面电极与设备的接地信号要限制在-0.6V和+0.6V之间，以防触电。

信号变得具有周期性和较少的噪声，但它有一个大的偏移量。

在仪表放大器和示波器探头的输出端之间使用一个小的去耦电容可以很容易地消除信号的偏移。

在信号的功率谱上，直流分量消失。随着50赫兹在皮肤上可以找到来自电源的正弦信号，高功率光谱成分出现在50的倍数赫兹．然而，在LabVIEW中使用高阶数字滤波器比使用模拟滤波器更容易消除这些问题。

在右边的图中，给出了相同电路的接线图，但内置在弗里兹，以防更容易理解。

下载、解压缩并打开所附的心电图VI库存．前面板,控制数据采集和后期处理,可用四个元素:一个下拉列表选择示波器的通道,一个输入字段输入的秒数的数据获得,一个下拉列表选择电源的频率,将过滤掉后,和一个停止按钮，停止测量(按下按钮后，电流采集完成，程序停止)。

在控制元素的下方，放置一个绘图窗格，其中显示心电图信号。在绘图窗格下方，一个滑块和一个数字指示器显示计算的心率，当心率被认为是正常的(50到100 bpm之间)时，滑块为绿色，否则为红色。在右侧放置一列，显示从ECG特征提取块获取的所有数据(见:ECG特征提取器VI）.

心电图VI的框图分为六个部分，有不同的装饰元素和结构。前两个部分负责初始化示波器仪器和从中接收数据。在第一部分中，使用的测试和测量设备设置为模拟发现工作室，在前面板上的各个控制元件的帮助下选择了范围通道，探头衰减设置为1（因为使用了MTE电缆），垂直耦合设置为AC，偏移量为0，从-1.5V到+ 1.5V的范围（这无关紧要，因为自动尺度可以在绘图窗格上打开）。

在前面板上的控制元件的帮助下，范围的采集模式设置为在指定的时间内以1000采样率采样。初始化后，仪器手柄和错误信号发送到while循环中，数据采集开始并继续，直到停止按钮被按下。

采集到的信号仍然和在示波器在波形，所以它需要滤波。在估计直流分量并从信号中减去任何偏移量(去耦后可能会保留一些偏移量)后，数据进入移动平均滤波器，其参数取决于效用频率。这种过滤器几乎完全消除了50赫兹或60赫兹功率谱中的分量，以及它的谐波。退出信号被平滑。这在功率谱上可以看到电路设置，信号的最显著分量在50以下赫兹，因此过滤超出上面的一切，不应损坏有用信号。但是，随着QRS波（ECG信号的高幅度部分）的上升时间约为15毫秒，25赫兹需要考虑阈值，低通滤波器的截止频率为75赫兹．

适当的过滤后,数据的最大值点集收购,峰值检波器,所有的数据点在75%以上的最大发现,宽10 ms (P -前QRS - T -进行QRS信号振幅的不应该达到)。将这些点的位置与信号的时间导数相乘，再与起始时间相加，得到每个峰值的准确时间。计算两个连续峰值之间的时间并转换为频率，然后乘以60得到每分钟的拍数(峰值)。

滤波后的信号连接到图面板和ECG特征提取器，以显示信号本身以及有关它的数据。计算的心率也在滑块的帮助下可视化，但也进行了评估，如果它低于50 bpm，或高于100 bpm，滑块的填充颜色将更改为红色(否则为绿色)。

只有当停止按钮被按下或出现错误时，while循环才会退出，但在这两种情况下，当前数据采集首先完成。退出循环后，示波器仪器停止并关闭，以便模拟发现工作室可用于其他程序。这里还处理了错误:如果有任何错误，则显示相应的消息。

要测试设备，请在面包板画布上构建电路，打开Analog Discovery Studio并将其连接到PC上。打开ECG VI，将一个表面电极放在左手腕内侧，一个放在右手腕内侧，一个放在右脚踝内侧。用鳄鱼夹将电路连接到电极上，如图所示。用pLay按钮启动VI。如果你静止不动几秒钟，你会在图面板上看到你的心电信号和估计的心率。