人体电信号测量流程

生物电信号是为我们测量的目标，电极传感器在实际应用中一般分为三个，包括信号电极、参考电极和接地电极。而生物电放大器这是最为重要的部分，它将我们通过电极传感器获得的微弱电信号进行放大、滤波从而实现真实准确地在显示器上展示我们的信号表现。

生物电放大器

结构

通过上图，我们可以了解到，在生物电放大器结构中存在着两类放大器，包括前置放大器和隔离放大器。尽管两者都具有将信号进行放大作用，但两者有着许多差异点。

差分放大器

差分放大器是前置放大器中典型的结构。差分放大器会同时接受到信号电极和参考电极的信号，此时它会将两者的差值进行放大，放大两者信号之间的差异。通过这种方式实现共模抑制。

那么什么是共模抑制呢？这里我们首先需要理解另一个概念共模信号。它是指同时施加在电路中两个输入端的相同的电压噪音信号。通过概念我们能够明晰，共模信号首先并不是我们说需要关注的信号，其次两个输入端的噪音信号属于共模信号，两端的信号振幅相同。这类信号通常来源于电源线干扰、电磁干扰和环境噪音等。

回过头来理解共模抑制。我们知道信号电极和参考电极的存在共模信号，通过对两端信号进行相减，由于共模信号在两端是相同的，那么两端相减便能使得两端相同的噪音信号得到消除。这便是共模抑制。差分放大器会对相减后的信号差值进行放大。

在衡量指标上，共模抑制比是衡量差分放大器抑制共模信号能力的重要指标。抑制比越大表明抑制能力越强。

隔离放大器

了解完前置放大器的差分放大器的共模抑制后。我们再看下隔离放大器。

从信号放大上，隔离放大器与差分放大器在表现上有着相似的内容。然而，隔离放大器的信号放大重点在隔离二字上。隔离放大器并不会对信号本身进行放大，而是会通过电气隔离实现信号放大和传输，隔离放大器的输入和输出两端并不会有直流电连接。

上述的电气隔离的实现包括光耦合和变压器耦合。
-光耦合技术，输入信号会驱动电路实现LED发光，发出的光会通过透明的介质传输到光电检测器上，此时通过光电效应将光信号转为电信号，再通过运算放大器将电信号进行放大。
-变压器耦合则涉及到变压器结构。输入信号在变压器的一端产生交变电流，此时在变压器的另一端会受到交变磁场而产生感应电流。这个电流再通过运算放大器进行放大。

综合来看，我们不难发现，无论是光耦合还是变压器耦合都是保证输入端和输出端的电流不会直接相连，从而达到隔离的作用。这种隔离不仅能够保证信号的完整性，同时也保证了安全，在具体的测量过程中，隔离放大器能够保证电气设备不会直接与人体相连，保护了人体不会受到电气设备的高压或高频电流的影响。