心音傳感器硬件系統(tǒng)由什么組成？

整個(gè)硬件系統(tǒng)可以分為三個(gè)部分：信號(hào)的采集部分、信號(hào)的處理控制部分、信號(hào)的輸出部分。信號(hào)的采集包括心音傳感器、心電電極、阻抗變換電路、濾波器、同相放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。信號(hào)的處理控制部分主要由8031單片機(jī)完成，信號(hào)的輸出由8255芯片完成。

心音傳感器的工作原理

心音傳感器信號(hào)采集部分心音和心電綜合檢測系統(tǒng)的信號(hào)拾取包括心電和心音信號(hào)的拾取，鑒于二者的產(chǎn)生機(jī)理不同，該部分由心電電極和心音傳感器組成。心電電極我們采用市售的普通一次性心電電極，心音傳感器采用我們自己研制PVDF壓電薄膜傳感器。通過壓電薄膜傳感器采集的心音信號(hào)強(qiáng)度僅有幾個(gè)毫伏的數(shù)量級，需要對信號(hào)進(jìn)行放大，我們利用一種高共模抑制比、高輸入阻抗的運(yùn)算放大器，利用電路的高度對稱性，來控制放大倍數(shù)。心電放大單元包括輸入緩沖電路、高共模抑制比高增益差動(dòng)放大器、低通濾波器、QRS波檢測電路等部分。

心音傳感器和聲音傳感器區(qū)別

采集系統(tǒng)首先要解決的是如何將心音信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，進(jìn)行數(shù)字處理。由于心音的頻率較低（20Hz~600Hz[4]），在人耳可聽頻域范圍的低頻段，因此選用話筒（將聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的換能器）作為聲音傳感器。

聲音傳感器有很多種類，如電容式、動(dòng)圈式和駐極體式等。各類傳感器相關(guān)性能如下：電容式話筒（全稱靜電容量變化型傳聲器）的靈敏度最好，聲音特性最為平坦，但是須加以極化電壓才能工作，容易受干擾，價(jià)格也較貴；動(dòng)圈式話筒的指向性最好，價(jià)格也不貴，但是靈敏性欠佳，頻率響應(yīng)不夠?qū)挘ㄗ罴褷顟B(tài)為40Hz~16KHz，而人耳平均聽力極限約為20Hz~20KHz[5]）；駐極體式話筒的靈敏性高，價(jià)格低，但指向性不佳。

本系統(tǒng)對傳感器的選取原則是：靈敏度高，抗干擾能力強(qiáng)，除了要提取微弱的心音信號(hào)外，還要求它不受人聲，工頻等信號(hào)的干擾。通過對各方因素考慮，設(shè)計(jì)中選用駐極體式話筒。