基于AD705J的右腿驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

原文來(lái)自公眾號(hào)：工程師看海

下圖是典型的心電放大電路，AD620是3運(yùn)放儀表放大器，AD705J構(gòu)成右腿驅(qū)動(dòng)電路，右腿驅(qū)動(dòng)電路的主要作用是提高共模抑制比，減少50Hz或60Hz的工頻干擾。

那么右腿驅(qū)動(dòng)電路的原理是怎樣的呢？

右腿驅(qū)動(dòng)電路可以簡(jiǎn)化為下面框圖，Vi_cm是輸入的共模電壓，Vf_cm是反饋回來(lái)的電壓，Vsum_cm是輸入和反饋求和后的電壓，Vo_cm是輸出的電壓，前置儀表放大器對(duì)于共模信號(hào)而言放大倍數(shù)A=1，右腿驅(qū)動(dòng)電路的放大倍數(shù)大約幾十倍，是反向比例放大。

根據(jù)上圖我們可以得到系統(tǒng)輸入輸出關(guān)系：

Vo_cm = Vsum_cm * A = Vsum_cm

Vsum_cm = Vi_cm + Vf_cm

Vf_cm = -F*Vo_cm

合并上面兩個(gè)公式得到：

Vo_cm = Vi_cm/ (1 + F)

放大倍數(shù)F比較大，因此輸入共模電壓就被衰減了，Vo_cm會(huì)非常小，共模抑制比是差模增益與共模增益的比值，因此共模抑制比就可以提高。

總結(jié)來(lái)說(shuō)就是，提取出共模電壓，對(duì)其進(jìn)行反向放大，再反饋回人體，人體共模信號(hào)疊加這個(gè)反向放大的共模信號(hào)后就會(huì)被抑制。

下圖是基于multisim的右腿驅(qū)動(dòng)仿真電路圖，（獲取仿真文件方法：公眾號(hào)：工程師看海 后臺(tái)回復(fù)：右腿驅(qū)動(dòng)），U1A作為加法器來(lái)代替前置儀表放大器（共模增益為1），它的輸出Vo_cm = Vi_cm + Vf_cm， U1B是右腿驅(qū)動(dòng)部分，是反向比例放大，放大倍數(shù)是-40倍。

仿真波形見(jiàn)下圖，兩條淺藍(lán)色的曲線(xiàn)分別是輸出、求和后的波形Vo_cm和Vsum_cm，可以看到二者的幅值非常低，接近0電平，也就是說(shuō)疊加在人體上的共模電壓被有效降低（接近GND，這又是一個(gè)有趣的內(nèi)容，以后會(huì)介紹GND相關(guān)的內(nèi)容），輸入的共模信號(hào)被很大程度壓制下來(lái)，從100mV降低到2.5mV。根據(jù)前文分析，理論上應(yīng)該降低為：Vo_cm = Vi_cm/ (1 + F) = 100/41 = 2.439 mV，仿真與理論計(jì)算結(jié)果一致。

值得一提的是，共模信號(hào)只能被抑制，而不能完全被去除，同時(shí)，由于電路不能做到完全對(duì)稱(chēng)，所以一部分共模信號(hào)還是會(huì)轉(zhuǎn)換成差模信號(hào)，并且被放大，最終在頻譜上出現(xiàn)，因此，有必要增加硬件或軟件措施，進(jìn)一步抑制共模干擾（50Hz工頻干擾）。

以上就是關(guān)于右腿驅(qū)動(dòng)電路的探討，你學(xué)廢了嗎？

審核編輯：湯梓紅