利用從志愿者的二頭肌采集的EMG信號以及采用自粘貼的Ag-AgCl電極，以便于獲得具有低紋波的RMS信號，與此同時，確保電路的響應(yīng)時間，如圖4所示。RC在實驗中可以被調(diào)節(jié)，最終的數(shù)值是R = 220 k且C = 470 nF，定義的截止頻率為1.5Hz。

 

 

圖4  RMS數(shù)值(Channel 2: 500 mV/div)和二頭肌信號(Channel 1: 1 V/div)

 

模擬信號處理的最后一級由產(chǎn)生觸發(fā)脈沖的比較器電路或由—當(dāng)EMG RMS電平超過已調(diào)節(jié)設(shè)置點門限時—要控制外部設(shè)備的開關(guān)控制電路組成。FPAA電路具有一個可變的參考比較器來執(zhí)行這一功能，而參考電壓作為靈敏度閥值。

 

完整的電路如圖5所示。在圖5右上角的輸出3和4對應(yīng)于經(jīng)放大和濾波的EMG信號的平方，而右下角的輸出7和8對應(yīng)于模擬信號處理之后的EMG信號的RMS。

 

 

圖5  用于采集EMG信號的完整的FPAA電路

 

FPAA電路(AN221E04)的高共模抑制比使得以高共模噪聲抑制能力對極小幅度的生物電勢(10 μV至500 μV)進(jìn)行采集成為可能。接下來，通過采用干擾最小化技術(shù)產(chǎn)生低噪聲的信號，該信號可以足夠的質(zhì)量被用作假肢或電刺激器的控制信號。

 

通過上述例子證明，可編程模擬陣列具有靈活性，它能夠修改模擬電路的特性，如利用軟件修改濾波器的截止頻率、增益、參考電壓，并且可以在電路工作期間進(jìn)行修改，因此，F(xiàn)PAA有助于快速和可靠地實現(xiàn)醫(yī)療電子系統(tǒng)的模擬前端的原型設(shè)計。

 

 

大規(guī)?，F(xiàn)場可編程模擬陣列(FPAA)在模擬領(lǐng)域具有很大的發(fā)展?jié)摿ΑI(yè)內(nèi)專家表示，F(xiàn)PAA帶來的好處在于：1. 模擬預(yù)處理可以減輕A/D轉(zhuǎn)換器存在的瓶頸問題，并減輕后級的DSP運算的負(fù)擔(dān)；2. FPAA有巨大的潛力來縮短小型模擬電路設(shè)計的原型建立時間，能夠滿足大規(guī)模陣列的要求，可以為大多數(shù)模擬應(yīng)用甚至綜合儀器提供足夠的性能；3. 與DSP方案相比，F(xiàn)PAA的主要優(yōu)勢是整個FPAA的功耗比單獨一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊還要低；4.與全定制ASIC相比的主要優(yōu)勢是靈活性，以及更快的設(shè)計、開發(fā)和部署周期。

 

然而，在這種FPAA技術(shù)也存在需要繼續(xù)解決的許多問題。例如，因走線和開關(guān)增加而帶來的噪聲會限制模擬電路的性能，并降低信噪比。然而，業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，F(xiàn)PAA技術(shù)將隨著時間的推移變得越來越成熟，從而有望帶來一場模擬設(shè)計革命。目前，Anadigm和Lattice等公司均提供可編程模擬陣列。

 

此外，TI和凌力爾特等公司提供基于電子表格的濾波器設(shè)計程序。目前，可用的在線模擬濾波器設(shè)計程序有美國國家半導(dǎo)體公司的有源濾波器設(shè)計工具(Active Filter Designer)，借助該工具可以方便地針對貝塞爾、巴特沃、切比雪夫或高斯濾波器特性來選擇高通或低通濾波器的參數(shù)，這些可編程模擬設(shè)計工具的應(yīng)用，也將為醫(yī)療電子系統(tǒng)模擬前端的設(shè)計提供更大的靈活性。

 

 

1. 可編程模擬器件在小信號測量系統(tǒng)中的應(yīng)用，電子產(chǎn)品世界，http://www.eepw.com.cn/article/85904.htm

 

2. http://www.anadigm.com/

 

3. 可編程系統(tǒng)芯片的設(shè)計構(gòu)架, EDN電子設(shè)計技術(shù)，article.ednchina.com/EDA/20061203110239.htm

 

4. FPAA芯片AN10E40及其應(yīng)用, 無憂電子開發(fā)網(wǎng)，www.51kaifa.com/html/jswz/200512/read-4138.htm