基于AD705J的右腿驱动电路设计

原文来自公众号：工程师看海

下图是典型的心电放大电路，AD620是3运放仪表放大器，AD705J构成右腿驱动电路，右腿驱动电路的主要作用是提高共模抑制比，减少50Hz或60Hz的工频干扰。

那么右腿驱动电路的原理是怎样的呢？

右腿驱动电路可以简化为下面框图，Vi_cm是输入的共模电压，Vf_cm是反馈回来的电压，Vsum_cm是输入和反馈求和后的电压，Vo_cm是输出的电压，前置仪表放大器对于共模信号而言放大倍数A=1，右腿驱动电路的放大倍数大约几十倍，是反向比例放大。

根据上图我们可以得到系统输入输出关系：

Vo_cm = Vsum_cm * A = Vsum_cm

Vsum_cm = Vi_cm + Vf_cm

Vf_cm = -F*Vo_cm

合并上面两个公式得到：

Vo_cm = Vi_cm/ (1 + F)

放大倍数F比较大，因此输入共模电压就被衰减了，Vo_cm会非常小，共模抑制比是差模增益与共模增益的比值，因此共模抑制比就可以提高。

总结来说就是，提取出共模电压，对其进行反向放大，再反馈回人体，人体共模信号叠加这个反向放大的共模信号后就会被抑制。

下图是基于multisim的右腿驱动仿真电路图，（获取仿真文件方法：公众号：工程师看海 后台回复：右腿驱动），U1A作为加法器来代替前置仪表放大器（共模增益为1），它的输出Vo_cm = Vi_cm + Vf_cm， U1B是右腿驱动部分，是反向比例放大，放大倍数是-40倍。

仿真波形见下图，两条浅蓝色的曲线分别是输出、求和后的波形Vo_cm和Vsum_cm，可以看到二者的幅值非常低，接近0电平，也就是说叠加在人体上的共模电压被有效降低（接近GND，这又是一个有趣的内容，以后会介绍GND相关的内容），输入的共模信号被很大程度压制下来，从100mV降低到2.5mV。根据前文分析，理论上应该降低为：Vo_cm = Vi_cm/ (1 + F) = 100/41 = 2.439 mV，仿真与理论计算结果一致。

值得一提的是，共模信号只能被抑制，而不能完全被去除，同时，由于电路不能做到完全对称，所以一部分共模信号还是会转换成差模信号，并且被放大，最终在频谱上出现，因此，有必要增加硬件或软件措施，进一步抑制共模干扰（50Hz工频干扰）。

以上就是关于右腿驱动电路的探讨，你学废了吗？

审核编辑：汤梓红