用于心电信号的能量最大化模拟信息转换系统

• 作者: 池博浩 江浩 钱慧 冯忱晖
• 来源期刊: 仪器仪表学报
• 关键词: 随机解调器 压缩感知 亚奈奎斯特采样 模拟信息转换器 脉冲宽度调制 时间-数字转换 功率谱熵
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 信息处理技术|Information Processing Technology
• 页码范围: 213-220
• 页数: 8页
• 分类号: TM935|TH89
• 语种: 中文
• DOI: 10.19650/j.cnki.cjsi.J2007122

摘要

现有便携式心电采集系统需要低功耗高分辨率的模拟数字转换模块,虽然基于脉冲宽度调制的模拟信息转换器(AIC)可以有效降低系统的采样速率,但是该系统量化部分的转化时钟与量化精度成正比,因此存在功耗过高的问题.依据心电信号的能量不均衡特性,提出一种基于功率熵的精度可调时间-数字转换模块(TDC)设计方法.以能量最大化作为设计准则的基本思想,通过分析ECG信号的功率谱熵,确定系统观测向量所需的最小量化精度,实现AIC时间编码系统的优化设计.测试结果表明,该设计方法能够在压缩比为4,重构信噪比为38.91 dB,重构精度为0.36％的情况下,在采样心电信号的同时减少了 80％的TDC内部时钟动态翻转,从而有效降低功耗.