多通道神经电生理信号采集系统设计与制作.docx

摘要：神经信号检测仪器在基础神经科学研究中的迫切需要，开展神经电生理采集系统研究，对于神经科学研究具有重要的科学意义。神经信号记录系统已成为神经科学研究中最重要的方法之一，随着脑科学的发展，对仪器通道数量要求和附加功能需求也越来越多。

本文以FPGA为核心，制作用Headstage作为采集前端，并且板上带有TTL电平打标信号的输入输出，并预留8个通道大信号采集端口的多通道采集电路，并通讯以JUCE库开发的软件上位机，使之显示信号波形并加以保存，以完成多通道神经电生理信号的采集系统。其中，Headstage内置32通道前端放大和AD转换电路，并集成有SPI通讯电路。

关键词：神经信号；Headstage；ADC；波形显示

目录

摘要

ABSTRACT

第一章  绪论-1

1.1课题研究的背景及意义-1

1.2研究现状-1

1.3本设计研究的主要内容-2

第二章  采集板电路设计-3

2.1电源模块-3

2.1.1主电源供电-3

2.1.2前端接口供电-4

2.2信号采集-4

2.2.1前端Headstage-4

2.2.2 ADC采集-6

2.2.3参考电压设计-6

2.3事件标记-7

2.3.1外部触发事件-7

2.3.2同步输出-8

2.4核心模块-8

2.5布局设计-9

2.5.1接口布局-9

2.5.2功能模块布局-9

2.6电磁兼容性设计-10

2.6.1多层板制图-10

2.6.2滤波电路-10

2.6.3走线和过孔设置-11

第三章 上位机方案设计-12

3.1主要技术指标-12

3.1.1波形显示-12

3.1.2数据类型-13

3.2信号显示-13

3.2.1上位机功能按钮-13

3.2.2 LFP和SPIKE信号-14

3.3插件结构设计-14

3.4 GUI界面-14

第四章  系统调试-16

4.1调试总结-16

4.1.1硬件焊接调试-16

4.1.2软件编译测试-16

4.2系统对比测试-17

结束语-18

1.总结-18

2.展望-18

致  谢-19

参考文献-20