生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)電答案

PAGEPAGE1生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)復(fù)習(xí)思考題考試題型：填空（15’）判斷題（15’）英譯漢（5’）名詞解釋（15’=3’*5）簡(jiǎn)答（24’=4*6’）計(jì)算題（4個(gè)，26’）出題可能比較靈活，大家好好掌握下。計(jì)算題是給出的類型。quantization

successiveapproximation

antialiasing

noiseshaping

inputoffsetcurrent

overpotential

gain-BandwidthProduct

vestigialbandmodulation

digitaltoanalogconvertor

oversampling

sigma-deltamodulation

hysteresis

multivibrator

monovibratoranalogtodigitalconvertor

operationalamplifierquantization

successiveapproximation

antialiasing

noiseshaping

inputoffsetcurrent

overpotential

gain-BandwidthProduct

vestigialbandmodulation

digitaltoanalogconvertor

oversampling

sigma-deltamodulation

hysteresis

multivibrator

monovibrator生物醫(yī)學(xué)測(cè)量系統(tǒng)的基本構(gòu)成有那些？傳感器：非電量到電量的變換；信號(hào)調(diào)理電路：阻抗變換，放大，濾除噪聲，抗混頻,動(dòng)態(tài)范圍匹配;A/D轉(zhuǎn)換：完成模擬數(shù)字的轉(zhuǎn)換；微處理器：信號(hào)處理，系統(tǒng)控制；D/A轉(zhuǎn)換：完成數(shù)字模擬的轉(zhuǎn)換。生物醫(yī)學(xué)測(cè)量的基本特點(diǎn)是什么？與其它測(cè)量系統(tǒng)相比，生物醫(yī)學(xué)測(cè)量有以下特點(diǎn)：1.從測(cè)量值范圍上，測(cè)量的生理參數(shù)的幅值和頻率范圍都是比較低的。2.從測(cè)量對(duì)象上，由于測(cè)量對(duì)象是人，有生命的。被測(cè)量是動(dòng)態(tài)的。3.許多被測(cè)生理量的很難接近。4.被測(cè)量是很少是確定的，測(cè)量結(jié)果是隨機(jī)的。生理數(shù)據(jù)的時(shí)間變異性和個(gè)體差異性。5.生理系統(tǒng)間存在相互的相用，系統(tǒng)間相互聯(lián)系缺乏了解。6.傳感器對(duì)被測(cè)生理量的影響測(cè)量電路前后級(jí)之間的輸入阻抗和輸出阻抗有什么要求？高輸入阻抗，低輸出阻抗影響導(dǎo)聯(lián)電壓的主要因素是什么？導(dǎo)聯(lián)電壓：兩體表電極之間測(cè)量的電壓。理解這個(gè)公式源：心向量H幾何：導(dǎo)聯(lián)位置與心向量之間的相對(duì)位置組織電特性：電導(dǎo)率分布12導(dǎo)聯(lián)是怎么構(gòu)成的？

3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)

I,II,III；3個(gè)增強(qiáng)導(dǎo)聯(lián)

aVR,aVL,aVF；6個(gè)胸導(dǎo)

V1,V2,V3,V4,V5,V6噪聲和干擾的區(qū)別是什么：①噪聲是被測(cè)對(duì)象和儀器內(nèi)部固有的，而干擾則是測(cè)對(duì)象和儀器以外的原因造成的。②噪聲是在電路中除了期望的信號(hào)之外的任何其它信號(hào)。干擾是噪聲的不期望的效果。如果一個(gè)噪聲電壓造成電路的不合適工作，這是干擾。噪聲不可能被消除，但是在幅度上可以減少，直到它不產(chǎn)生干擾（所以，干擾是可以消除的）從物理機(jī)制看，噪聲主要有那些種類？根據(jù)噪聲源的不同，分為固有噪聲（在物理系統(tǒng)內(nèi)隨機(jī)變動(dòng)產(chǎn)生的，包括熱噪聲，散粒噪聲等），因?qū)щ娐窂疆a(chǎn)生的傳導(dǎo)噪聲，輻射噪聲。什么是熱噪聲？產(chǎn)生熱噪聲的主要原因是什么？熱噪聲屬于白噪音(whitenoise)，由元器件中電子或電荷受熱激發(fā)所產(chǎn)生的噪音信號(hào)。由于荷電粒子受激的隨機(jī)性和周期性，因而會(huì)導(dǎo)致電荷的不均一，進(jìn)而使讀出的信號(hào)發(fā)生波動(dòng)。只有在絕對(duì)零度時(shí)，該噪音才會(huì)消失。影響電阻熱噪聲的因素有那些？電阻的工作溫度，電阻阻值，通過電阻的信號(hào)帶寬。極化電極和非極化電極界面流過的電流有什么不同？極化電極界面流過的電流是位移電流；非極化電極界面流過的電流是傳導(dǎo)電流，電荷在界面遷躍。（位移電流不是電荷作定向運(yùn)動(dòng)的電流，但它引起的變化電場(chǎng)，也相當(dāng)于一種電流。位移電流只表示電場(chǎng)的變化率，與傳導(dǎo)電流不同，它不產(chǎn)生熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)等）氯化銀電極和Pt有什么不同？前者是活性材料，電化學(xué)可逆，沒有過電壓；后者是惰性材料，電化學(xué)不可逆，不產(chǎn)生直流電流；Agcl是非極化電極，相當(dāng)于電阻；Pt是極化電極，相當(dāng)于電容。Ag-AgCl電極，對(duì)于生物體組織具有非常小而且穩(wěn)定的半電池電位，而且為非極化電極，故常用來作為生物電測(cè)量的引導(dǎo)電極來使用?？墒茿g-AgCl材料對(duì)生物組織有害，所以只能用作體外測(cè)量。Pt是一種惰性貴金屬，常用作某些電極的電子導(dǎo)體，本身不參與電極反應(yīng)，統(tǒng)稱鉑電極。主要用于：（1）氣體電極和氧化還原電極；（2）在一定的電勢(shì)范圍內(nèi)的理想可極化電極；（3）溶液電導(dǎo)測(cè)量中作電導(dǎo)池外接電源的輸入電極。什么是半電池電位？=HalfCellPotential基于電極與其周圍環(huán)境電解質(zhì)間的形成的特定電勢(shì)差，其大小取決于電極金屬特性，溶液中離子濃度和溫度。什么是運(yùn)算放大器？運(yùn)算放大器（常簡(jiǎn)稱為運(yùn)放）是兩個(gè)輸入端，一個(gè)輸出端的放大器，通過外部反饋元件達(dá)到預(yù)期的放大效果?？梢詫?duì)電信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，一般具有高增益、高輸入阻抗和低輸出阻抗的特性。理想運(yùn)算放大器的“理想”的指標(biāo)是指什么？無限輸入阻抗，輸出阻抗為零，零共模增益或無限共模抑制比，無限開環(huán)增益，無限帶寬高精度運(yùn)算放大器的技術(shù)指標(biāo)有那些？說出2個(gè)（1）具有極低非調(diào)整失調(diào)電壓、極低偏置電流、極低漂移、極高的開環(huán)增益（作為積分器和高增益放大器具有的最高精度）和極高的共模抑制比。（2）低偏置電流和高輸入阻抗。（3）高精度。高速運(yùn)算放大器的技術(shù)指標(biāo)有那些？說出2個(gè)高速運(yùn)算放大器以轉(zhuǎn)換速率高、建立時(shí)間短和頻帶寬為特征運(yùn)算放大電路的閉環(huán)增益總是小于它所使用的運(yùn)算放大器開環(huán)增益嗎？此題應(yīng)該是判斷題是。理想運(yùn)放的開環(huán)增益是很大的，104以上，加入外部反饋后增益減小?？刹榭催\(yùn)放的幅頻特性曲線。什么是差分放大器？能把兩個(gè)輸入電壓的差值加以放大的電路，也稱差動(dòng)放大器什么是共模抑制比(CMRR)?放大器工作于線性區(qū)時(shí)，其差模電壓增益AVD與共模電壓增益AVC之比，CMRR=Avd/Avc某運(yùn)算放大器有100,000的開環(huán)電壓增益AOL和共模增益ACM為0.1，確定CMRR,并以分貝表示CMRR=AOL/ACM=100000/0.1=106，CMRR=20lgAOL/ACM=20×6=120（dB）某運(yùn)算放大器共模抑制比CMRR為120dB，共模增益ACM為0.1，這個(gè)運(yùn)算放大器的開環(huán)電壓增益是多少？由CMRR=20lgAOL/ACM得AOL=10CMRR/20×ACM=100000增益帶寬積是什么？放大電路的增益與對(duì)應(yīng)帶寬的乘積，增益帶寬積是評(píng)價(jià)放大器性能的指標(biāo)單位增益頻率是什么？單位增益帶寬定義為，運(yùn)放的閉環(huán)增益為1倍條件下，將一個(gè)頻率可變恒幅正弦小信號(hào)輸入到運(yùn)放的輸入端，隨著輸入信號(hào)頻率不斷變大，輸出信號(hào)增益將不斷減小，當(dāng)從運(yùn)放的輸出端測(cè)得閉環(huán)電壓增益下降3db（或是相當(dāng)于運(yùn)放輸入信號(hào)的0.707）時(shí)，所對(duì)應(yīng)的信號(hào)頻率乘以閉環(huán)放大倍數(shù)1所得的增益帶寬積。反相放大器有什么特性？（1）輸出較輸入反相（2）放大倍數(shù)是任意的（3）輸入阻抗較低同相放大器有什么特性？（1）輸出與輸入同相（2）放大倍數(shù)大于等于1（3）輸入阻抗高同相放大器與反相放大器特性有什么異同？參照上兩題27如果一個(gè)運(yùn)算放大器開環(huán)增益是100dB，單位增益帶寬是3MHz。如圖是是同相放大電路,R2＝220kΩ,R1＝3.3kΩ，這運(yùn)算放大電路的帶寬是多少？A=1+R2/R1=67.7，BW=3*106/A=44313.1528如果一個(gè)運(yùn)算放大器開環(huán)增益是100dB，單位增益帶寬是3MHz。如圖是反相放大電路,R2＝47kΩ,R1＝1kΩ，這運(yùn)算放大電路的帶寬是多少？A=-R2/R1=-47，BW=3*106/A=63829.7929運(yùn)算放大器的壓擺率（slewrate）是什么？ 在額定的負(fù)載條件下，當(dāng)輸入階躍大信號(hào)時(shí)，運(yùn)算放大器的最大變換率為壓擺率。30一運(yùn)算放大器的壓擺率（slewrate）是0.5V/μs,運(yùn)算放大器所能輸出電壓的最大幅度為13.5V。那么，這個(gè)運(yùn)算放大器能夠輸出正弦信號(hào)的最高頻率是多少？由SR=2pfVo(max)，可得fmax=0.5/2p×Vo(max)=5.9KHz31三運(yùn)放儀器放大器內(nèi)部有幾級(jí)？每一級(jí)完成什么功能？有兩級(jí)，第一級(jí)即輸入級(jí)，由兩個(gè)同相放大器并聯(lián)構(gòu)成，用作緩沖器，提高輸入阻抗；放大器的第二級(jí)（也就是后面的那一個(gè)放大器）就是一個(gè)典型的差分放大器，實(shí)現(xiàn)高共模抑制比。32儀器放大器的主要特點(diǎn)是什么？（兩個(gè)）高共模抑制比CMRR高輸入阻抗33如圖是一改進(jìn)型的反相運(yùn)算放大器電路，推導(dǎo)這電路的電壓增益表達(dá)式。VTH=V0UT×R5R4/(R5+R4),RTH=R5//R4,VO/VI=-(R2+R5R4/(R5+R4))/R1×(R4+R5)/R5=-(R2R4+R2R5+R4R5)/R1R534什么是電子濾波器?電子濾波器是指具有信號(hào)處理功能的電路，尤其是指去除信號(hào)中不想要的頻率成分，增強(qiáng)想要的頻率成分。35按濾波器器的頻率特性，有源濾波器有那幾種？四種：低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器、全通濾波器36理想低通濾波器和實(shí)際低通濾波器有什么區(qū)別？在幅頻圖上如何表示它們的區(qū)別？在頻率小于截止頻率時(shí)，理想低通信號(hào)全部通過（為1），而實(shí)際低通信號(hào)有衰減；理想低通濾波器是突然衰減到0，而時(shí)機(jī)地同是逐漸衰減到0。37在濾波器設(shè)計(jì)中有那幾種常用的近似傳遞函數(shù)逼近理想濾波器？它們的頻率特性各有什么特點(diǎn)？①常用的近似傳遞函數(shù)有：巴特沃斯、切比雪夫、貝塞爾三種類型；②各自特點(diǎn)如下：巴特沃斯能優(yōu)化通頻帶為最大限度的平坦度；切比雪夫幅頻特性在通帶內(nèi)有一定的波動(dòng)量；貝塞爾使相位移呈線性。38設(shè)計(jì)低通濾波器時(shí)，需要提出的技術(shù)指標(biāo)是什么？（1）特征頻率；（2）帶寬；（3）增益和衰減；（4）阻尼系數(shù)和品質(zhì)因數(shù)；（5）靈敏度；（6）群延時(shí)函數(shù)；（7）過渡帶階數(shù)。39帶通濾波器的主要技術(shù)指標(biāo)有多些？如何計(jì)算它的品質(zhì)因數(shù)Q？濾波器的頻率選擇性與Q什么關(guān)系？選擇近似傳遞函數(shù)逼近理想濾波器、濾波器的階數(shù)、通帶/阻帶峰值、相位移;BW=ω2-ω1=ω0/Q;Q增大，帶寬BW減小，這樣使得濾波器頻率有更多的選擇。40帶通濾波器和帶阻濾波器的頻率響應(yīng)有什么不同？41圖中電路中V1，V2，…,VN是電路的輸入，推導(dǎo)出輸出VOUT表達(dá)式？這是一個(gè)完成什么功能的電路？圖2解：流過R1、R2···RN的電流分別是V1/R1、V2/R2···VN/RN，所以輸入級(jí)電流為I1=V1/R1+V2/R2+···+VN/RN;流過Rf的電流是I2=VOUT/Rf；且I1=-I2，所以VOUT=-（V1/R1+V2/R2+···+VN/RN）×Rf；該電路實(shí)現(xiàn)反相加法放大器的功能。42如圖是用A是一運(yùn)算放大器，在反饋回路中有一乘法器M，乘法器的系數(shù)為K。Vx為輸入，VOUT為輸出，求出用VX和VY表示的VOUT，說明這個(gè)電路實(shí)現(xiàn)什么功能。解：電阻R1兩端的電壓是K×VOUT×VY,所以流過它的電流是I1=K×VOUT×VY/R1；電阻R2兩端的電壓是VX，所以流過它的電流是I2=VX/R2；I1=-I2；所以K×VOUT×VY/R1=-VX/R2→VOUT=-VXR1/KVYR2.該電路的功能是DivideCircuit43下圖是用A是一運(yùn)算放大器，在反饋回路中有一乘法器M，乘法器的系數(shù)為K，求出用VX表示的VOUT，說明這個(gè)電路實(shí)現(xiàn)什么功能。VOUT=VX1/2,該電路可實(shí)現(xiàn)開方運(yùn)算44什么是比較器電壓比較器用來對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行鑒別和比較，以判別其大小還是小于給