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本教材的编写立足于工程教育的原则，以“设计”能力和“性能（精度）”为准则，系统、全面、详细地介绍了生物医学电子学的基本原理、常用电路及其设计、典型医学仪器的原理和构成。从元器件的参数到单元电路的特点与性能，从电路的前、后级电路的连接关系到系统的设计，从原理性电路到现时较先进的SoC器件，力求为读者提供生物医学电子学从细节到宏观的，系统、全面、深入的认识。本教材可用于本科生物医学工程、电子技术应用和机电一体化等专业的相关课程。

目    录
第1章  概述	1
1.1  电子学在生命科学与医学中的作用	1
1.2  医学电子仪器的一般结构	2
1.3  医学电子仪器的设计	4
1.4  医学电子仪器中的噪声、干扰与误差	5
1.4.1  干扰及其抑制	6
1.4.2  电路噪声	7
1.4.3  人体内部的噪声与人机界面的噪声	11
1.5  医学电子仪器的整体设计	12
1.6  生物医学电子学的学习方法和要求	13
思考题与习题	13
第2章  信号放大	15
2.1  概述	15
2.1.1  运算放大器的主要直流参数	16
2.1.2  运算放大器的主要交流参数	20
2.2  同相放大器	23
2.3  反相放大器	24
2.4  基本差动放大器	25
2.5  仪用放大器	27
2.6  可变增益放大器	29
2.7  隔离放大器	31
思考题与习题	33
第3章  信号滤波	36
3.1  引言	36
3.2  滤波器的主要特性指标	37
3.3  滤波器的传递函数与频率特性	39
3.4  有源滤波器的设计	41
3.4.1  滤波器的公式法设计	42
3.4.2  滤波器的归一化设计	51
3.4.3  滤波器的计算机辅助设计	67
3.4.4  滤波器的类比设计	73
思考题与习题	73
第4章  信号运算	75
4.1  引言	75
4.2  加减运算电路	75
4.2.1  加法运算电路	75
4.2.2  减法运算电路	76
4.3  对数与指数运算电路	77
4.3.1  对数运算电路	77
4.3.2  指数运算电路	79
4.4  乘除与乘方、开方运算电路	80
4.4.1  乘除运算电路	80
4.4.2  乘方和开方运算电路	82
4.5  微分与积分运算电路	82
4.5.1  积分运算电路	82
4.5.2  微分运算电路	86
4.5.3  PID电路	87
4.6  特征值运算电路	92
4.6.1  采样/保持电路	92
4.6.2  绝对值运算电路	95
4.6.3  均值运算电路	96
4.6.4  峰值运算电路	97
4.6.5  有效值运算电路	97
思考题与习题	98
第5章  信号变换	100
5.1  概述	100
5.2  电压-电流变换器（VCC）和电流-电压变换器（CVC）	101
5.2.1  电压-电流变换器（VCC）	101
5.2.2  电流-电压变换器（CVC）	106
5.3  波形变换	112
5.3.1  三角波-正弦波的变换方法	112
5.3.2  三角波或正弦波-方波的变换方法	113
5.3.3  方波-三角波或正弦波的变换方法	113
5.4  电压-频率变换与频率-电压变换	113
5.4.1  电压-频率变换电路	114
5.4.2  频率-电压变换电路	116
5.4.3  电压-频率变换与频率-电压变换集成电路	117
思考题与习题	121
第6章  信号非线性处理	124
6.1  引言	124
6.2  电压比较器	124
6.2.1  比较器的输入电路	125
6.2.2  比较器的反馈电路	126
6.2.3  比较器的输出钳位	128
6.3  限幅放大器	129
6.4  死区电路	131
思考题与习题	132
第7章  模拟-数字转换与数字-模拟转换	134
7.1  引言	134
7.2  模-数转换器（ADC）	134
7.2.1  并行比较型模-数转换器	135
7.2.2  逐次逼近比较型模-数转换器	136
7.2.3  积分型模-数转换器	137
7.2.4  压频变换型模-数转换器	139
7.2.5  流水线型模-数转换器	139
7.2.6  ∑-?型模-数转换器	140
7.2.7  ADC的选用	145
7.3  数-模转换器（DAC）	146
7.3.1  DAC的原理	146
7.3.2  DAC的主要性能	150
7.3.3  专用集成DAC简介	151
思考题与习题	152
第8章  生物医学信号检测	155
8.1  引言	155
8.2  生物电测量电极	158
8.2.1  引导电极的种类	158
8.2.2  生物电极基本知识	159
8.2.3  电极的电性能与等效电路	160
8.2.4  微电极及其等效电路	162
8.3  心电信号检测与心电图机	163
8.3.1  心脏电传导系统和心电图	163
8.3.2  心电图机的结构和功能	165
8.3.3  标准导联系统	166
8.3.4  心电检测中的干扰及对策	168
8.4  神经系统电信号检测与脑电图机	174
8.4.1  神经系统概述	174
8.4.2  神经系统的电活动	174
8.4.3  脑电图术	175
8.4.4  脑电图机系统	180
8.5  生物电检测前置放大器的设计	181
8.5.1  生物电检测前置放大器的要求	181
8.5.2  生物电检测前置放大器的设计举例	182
8.6  集成生物电检测芯片—AFE	184
8.6.1  ADAS1000系列心电AFE	185
8.6.2  用于脉搏血氧仪的集成模拟前端AFE4490	206
思考题与习题	213
第9章  传感器接口电路	215
9.1  概述	215
9.2  无源阻抗型传感器接口电路	218
9.2.1  伏安法阻抗测量	219
9.2.2  半桥测量电路	219
9.2.3  桥式测量电路	220
9.2.4  四线制阻抗（电阻）型传感器测量电路	221
9.2.5  无源阻抗型传感器的集成接口电路	223
9.3  有源传感器接口电路	246
9.3.1  光电二极管接口电路	246
9.3.2  压电晶体（传感器）接口电路	249
9.3.3  pH电极接口电路	251
9.3.4  热电（热释电型与热电堆型）红外探测（传感）器接口电路	254
9.4  电化学生物传感器接口电路	259
9.4.1  电流法电化学生物传感器接口电路	260
9.4.2  近红外气体传感器接口电路	262
9.5  特殊传感器接口电路	265
9.5.1  体重与体成分测量模拟前端AFE4300	265
9.5.2  集成液位传感器LM1042	270
9.5.3  基于16位RISC微控制器的超声波测距系统MAXQ7667	273
9.5.4  高性能Σ-?型模-数转换器AD7768-1	275
思考题与习题	278
第10章  功率驱动与电源	279
10.1  引言	279
10.2  功率驱动电路与信号处理电路的对比	280
10.3  功率驱动电路与电源的两种电路形式—线性与开关	282
10.4  开关功率驱动电路与电源的电路形式	285
10.4.1  开关功率驱动电路	285
10.4.2  开关电源（直流-直流变换器）	291
10.5  单电源供电中的信号地	305
10.5.1  作为电源的“信号地”	305
10.5.2 “信号地”的产生	306
10.5.3 “虚地发生器”集成电路	307
10.6  能量收获	308
思考题与习题	320

本教材是教育部高等学校生物医学工程类专业教学指导委员会规划的系列教材之一，为适应学科的发展和教学改革的需要，本教材分为两个版本：知识版和能力版。本书是《生物医学电子学》知识版。
生物医学电子学是以电子学的手段和方法去满足临床诊断、治疗、康复和临床上需要，为之提供手段和设备的学科。生物医学电子学的另一个重要目的是探索生物与生命的奥秘：繁殖、信号传导、信息传感、能量转换与传输、行为控制……为这种探索提供手段和设备，并把生物与生命中得到的规律再应用到临床诊疗和人们的保健、延年益寿、提高生活质量上面。
作者从事了30多年的生物医学电子学教学和科研工作，对生物医学电子学的发展迅速和应用前景的广阔有深刻的感受：生物医学电子学是生物学、医学（可以统称为生命科学）和电子学两大学科的有机结合。而这两大学科是当今世界发展最为迅速、成就最为丰硕的学科之一。
因此，可以说“生物医学电子学”是一门“顶天立地”的课程：“顶天”—“生物医学电子学”是通往探索最令人向往的生命奥秘的一架天梯；“立地”—“生物医学电子学”是当今少有的实用性最强的课程。
虽然《生物医学电子学》已出版过多个版本，并在教学中发挥了重要作用。但是，由于当今的科学技术日新月异的发展，教学环境、教学条件和教学理念都已发生巨大的变化，导致这些教材或多或少、或这或那地不能适应现代“生物医学电子学”课程的教学要求，本书就是在这种背景下进行大幅度改编的。
综上所述，本教材的编写宗旨与特色表现在以下几个方面：
? 跟上科学技术发展的步伐。不仅要把最新的科技成果引入教材中予以介绍，更重要的是，引进了生物医学电子学相关的设计与应用的理念和方法，为学生充分介绍未来必备的知识与方法。
? 理论紧密地联系实际。不仅介绍电路的工作原理与分析方法，而且介绍电路的设计方法。不局限于单元电路的设计，还考虑系统的设计。
? 拓宽专业知识面。既向纵深方向介绍，也向横向拓展。从器件到电路进而到系统，从性能到安全，本教材在拓宽专业知识面上颇具特色。
? 注意点、面之间的关系。生物医学电子学本身的涉及面很宽，科学技术的迅猛发展又大量地丰富了这一领域的内容。而一本教材的篇幅总是有限的，这给作者带来了挑战。但本教材精心选取了素材，十分注意点、面结合，既在关键知识点上讲透，又有足够宽的专业知识面。
本教材由李刚教授和林凌教授主编，张旭参与编写第1章与第2章，刘近贞参与编写第3章，郝丽玲参与编写第4章与第5章，周梅参与编写第6章与第7章，郝冬梅参与编写第8章，乔文参与编写第9章，赵喆参与编写第10章。
本教材的编写参考和引用了大量的文献资料，限于篇幅、工作量和教材的简洁性而没有在每个引用的地方去特意注明，在此向这些文献的原作者表示衷心的感谢。

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