01 Aug 2017 | BME
生物医学仪器输入阻抗的设计，取决于：被侧对象的阻抗特性、所使用的电极或传感器类型以及与生物体接触界面。
生物体能提供给参数测试装置的能量是有限的。因此，任何仪器的输入阻抗不能过低，以免因过负而造成信号的畸变。
对于一个压力传感器而言，其输入阻抗 Z 为被测量的输入变量 X1 (如电压) 和另一固有的变量 X2 （如速度）的比值：
其功率 P 为:
为了减小功率P，应尽可能提高输入阻抗Z。
对于一般的表面电阻而言，我们要考虑到体电阻RB,电极-皮肤接触电阻Rs,皮肤分泌液电阻Rf，皮肤分泌液和角质下低阻组织的电容Cs，引线电阻和放大器保护电阻RL以及电极极化电位Ep等组成较复杂的网络。
其中单边等效阻抗为：
RB、RL一般比较小，信号输入回路的阻抗主要取决于Rs、RF，此两项常称之为电极-皮肤接触电阻。一般在 2-150k 左右。引线和保护电阻一般为10-30k之间，在低频情况下，忽略Cs的影响，则放大器一侧输入回路电阻可达10-150k左右。因此生物电放大器的输入电阻应保证在回路电阻的100倍以上才能满足要求。1 一般为1M,5M 或 10 M。
灵敏度指能读出最小变化的分辨力。它与被侧参数的绝对水平无关。灵敏度一般表达为：生物电位常用uV(mV,V)/cm(或刻度div);压力常用mmHg/刻度(div);心率计数器常用每分心博数/刻度;心率间隔指示常用us(ms、s)/cm等。
线性是指仪器的输入跟随输入变化的程度。对一个线性系统来说，输入电平给定后v，不管其灵敏度如何，输出电平与输入电平相对应。
精度是指系统误差的一个总的尺度，是在额定测量范围内的变化。常用其偏离理论值的百分比来表示。如：
频率响应表明仪器工作的频率范围，它是衡量系统增益随频率变化的一个尺度。生物信号极为微弱，这就容易在系统的输出中出现一个分量的噪声，为了减小不需要的带外噪声，生物医学仪器常设计高通和低通滤波器来压缩通频带。通频带内覆盖被侧信号的一切频率。通频带的上下范围常以-3dB的频率表示（即增益G=0.707，相移为45度）。
讨论放大电路的放大微弱信号能力时，常用信噪比（S/N）和噪声系数NF来描述在弱信号工作时的情况。信噪比一般表达式为：
其中，Ps和PN分别表示信号和噪声功率。
可用噪声系数来描述放大器本身的噪声水平。
为了方便起见，常以输入端短路时内部噪声电压作为衡量信噪比的指标。
其中，
以对数表示时为：
共模抑制比（CMRR）是衡量生物电放大器对共模干扰抑制能力的一个重要指标，也是克服温度漂移的重要因素。常被定义为放大器差模增益Gd和共模增益Gc之比：
参考资料：
《生物医学电子学》 北京大学出版社 刘克求，吕以乔，周以民编