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图3-5双T有源带阻滤波电路
当ECG信号经过上述的处理后仍然不能直接送到ATmega8进行A/D转换，因为此时的ECG信号虽然在幅值上已经满足要求，但其变化范围还处在士2.5V之间(本设计的幅值要求5V)而ATmega8的A/D输入范围为O-5V之间，所以还要将ECG信号提升到A/D电路图的输入范围之内，在本设计中用反向加法器来实现这一功能，图3-6为具体为保护采集板电路，在最终输出端并接一个5V的齐纳二级管。
图3-6电压提升电路
至此完成心电采集及调理模块的电路设计，此时的ECG信号可直接加到采集板进行A/D转换。
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4心音信号调理模块电路设计
4.1心音信号波形及特点
心音 (heart sound)指由心肌收缩、心脏瓣膜关闭和血液撞击等引起的振动所产生的声音。它可在胸壁一定部位用听诊器听取，心室壁、大动脉壁也可用换能器等仪器记录心音的机械振动，称为心音图。
每一心动周期可产生四个心音，一般均能听到的是第一和第二心音。第一心音发生在心缩期，标志心室收缩期的开始。于心尖搏动处(前胸壁第5肋间隙左锁骨中线内侧)听得最清楚。其音调较低(40-60HZ)，持续时间较长(0.1-0.12秒)，较响。心室收缩力愈强，第一心音愈响。第二心音发生在心舒期，标志着心室舒张期的开始，它分为主动脉音和肺动脉音两个成分，分别在主动脉和肺动脉听诊区(胸骨左、右缘第二肋间隙)听得最清楚。其音调较高(60-100HZ)，持续时间较短(0.08秒)，响度较弱。其强弱可反映主动脉压和肺动脉压的高低，动脉压升高，则第二心音亢进。第三心音发生在第二心音之后，持续较短 (0.04-0.05秒)，音调较低。可在大部分儿童及约半数的青年人听到，不一定表示异常。第四心音发生在第一心音前的低频振动，持续约0.04秒。又称心房音。大多数健康成年人可在心音图上记录到低小的第四心音，一般听诊很难发现。正常的心音如图4-1所示。
图4-1正常心音图
4.2心音信号采集及调理电路具体实现
利用现代传感技术和电子信息处理技术可以对心音信号进行有效提取并进行处理，放大、滤波(滤去不相干的杂音及环境噪音)，可以输出清晰、稳定的心音信号，本设计中采用心音换能器来进行心音的采集，总体设计框图如图4-2所示。
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图4-2心音采集电路框图
1.放大及滤波电路设计
心音换能器输出的原始信号的大小在30mv之间，信号较强，且干扰较小，因此在此电路中仅采用一次放大器，放大器采用了专用仪用放大器AD620集成运放，芯片中集成了差分式放大电路，具有高共模抑制比，高输入阻抗，低温漂，输入电压泛围宽(士2.3V一士18V)。如果用普通运放来组织这样的差分放大电路，由于两个用来输入的普通运放的特性有可能相差较大，这样组织起来的差分电路的性能会受到很大的影响，输入失调电压很高，而且AD620只要在1，8脚之间接入一个电阻就可以实现放大增益1-1000倍，大大简化了电路的设计。于最终的输出信号幅值要求在0-5V之间，即要求放大电路的放大增益在150倍左右。所以在本次设计中第一级放大的倍数取150倍，由式3-1可得RG=300欧姆，如图4-3所示：
图4-3心音信号放大及滤波电路
由于心音信号的频率范围在0.1-2000HZ，而我们经常测量的范围在20-I000Hz，在本次设计中对滤波器的频率范围限制在20Hz-600Hz之间。由C3和R4组成高通滤波器，下限频率由下式决定。
（4-1）
由Op27放大器、RS、R6、R7、RS、C4、CS组成的二阶低通滤波器，上限频率由式4-2计算可得。
（4-2）
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从二阶滤波器输出的信号增益大约为2倍。即由此组成了频率在22~637Hz之间的带通滤波器。
2.电平提升及反向电路设计
图 4-4 信号电平提升及反向电路
图4-4为信号电平提升及反向电路，由于从滤波器出来的交流信号在正负之间，即如果输出的信号峰峰值要求为SV，则输出的信号为-2.5V-+2.5V之间。因此按设计要求输出为0-5V则要将输出电平提升2.5V。图4-4就是利用集成运放0P27、R11、R12、R13组成一个反向加法电路，输出信号将被加上由R9、RI0组成的偏置电路上的偏置电压，我们在调试电路时可以调节R10来产生合适的偏置电压，本设计中偏置电压的调节范围为0-10V(VCC=12V时)，因此滤波器输入的信号经过调节反相加法器的偏置电压后输出为-5V-0。为了能在最后输出得到与初始信号同相的信号，在加法器后加了一个由R14、R15、OP27组成的反向器，这样最终输出的电压信号范围为O-5V。
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5体温信号调理模块电路设计
正常人体的直肠温度平均为37.3℃，接近于深部的血液温度，口腔温度比直肠温度低0.1-0.3℃，平均约为37℃。腋窝温度比口腔温度又低0.3-0.5℃，平均约为36.7℃，临床上一般采取从腋窝、口腔或直肠内测量体温的办法。人体体温幅度范围如表5-1所示：
表5-1体温幅度范围简表 生理参数 体温 口腔 腋窝 直肠 体温测量范围 幅度范围 36.7-37.7℃ 36.0-37.4℃ 36.9-37.9℃ 35.0-42℃
5.1温度传感器的选择
采用一般的热敏电阻，可满足40℃至90℃测量范围，但热敏电阻精度、重复性、可靠性较差，且测量精度大于士0.5℃，因此不适合本设计要求。在本设计中选用AD59O温度传感器。AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。它的主要特性如下:
1.流过器件的电流(mA)等于器件所处环境的热力学温度(开尔文)度数。 2.AD59O的测温范围为-55℃~+150℃。
3.AD59O的电源电压范围为4V-30V。电源电压可在4V-6V范围变化，电流Ir变化1mA，相当于温度变化1K。AD590可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件反接也不会被损坏。
4.精度高。AD590共有I、J、K、L、M五档，其中M档精度最高，在-55℃到+150℃范围内，非线性误差为士0.3℃。可以满足本设计精度要求(土0.5℃)。
5.2体温信号采集及调理电路具体实现
如图5-1所示，AD581是高精度集成稳压器，输入电压最大为40V，输出10V。电位器R2用于调整零点，在0℃时调整R2，使输出Vo1=0。R4用于调整运放OP27(U9)的增益，在100℃时调整R4使sensor-Vin =I0v。如此反复调整多次，直至0它时，Vo1=0v，100℃时Vo1=0V为止。最后在室温下进行校验。例如，若室温为25℃，那么 sensor-Vin为2.5V。冰水混合物是0℃环境，沸水为100℃环境。