Sviluppo di un circuito front end per applicazione biomediche

An overview is given concerning the heart functioning and behaviour, describing relevant generating and propagating features of biopotentials until the origination of the ECG signal that needs to be detected. Moreover, methods for electrocardiography are illustrated. After a general introduction about the system operating principles, the first design step is described, namely the forward branch of the analogical front-end, highlighting its pros and cons. The front-end circuit makes system polarization possible, reduces the so called 1/f noise and emphasises the signal. Offset compensation requires the design of an analogical feedback block, driven by the microcontroller. The project does not only aim to achieve the maintenance of the base line within a dynamic range, thus preventing from the stage saturation, but also to keep the base line locked to the mid range, hence allowing a more feasible signal detection.

Nella panoramica introduttiva su fisiologia e funzionamento del cuore si descrivono delle caratteristiche salienti della generazione e propagazione dei biopotenziali fino alla formazione del segnale ECG che si vuole rilevare. In più, si illustrano delle tecniche di elettrocardiografia. Facendo un'introduzione iniziale sul funzionamento globale del sistema si evidenzia il primo blocco di progettazione, quello che costituisce il ramo di andata del front-end analogico, con enfatizzazione su vantaggi e svantaggi da essi derivanti. Il blocco di front-end rende possibile la polarizzazione del sistema, rimuove il rumore 1/f e amplifica il segnale. La compensazione dell'offset richiede la progettazione di una retroazione analogica pilotata dal microcontrollore. L'ambizione del progetto cosi realizzato non è solo quella di mantenere la linea di base all'interno di un range dinamico onde evitare la saturazione degli stadi, ma anche quella di tenere agganciata la linea di base a metà dinamica, permettendo cosi una lettura pi u agevole del segnale.