医用电子电路设计及应用 pdf epub mobi txt 电子书下载 2025

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周润景　著

图书标签:

医用电子电路
生物医学工程
电路设计
医疗器械
模拟电路
数字电路
嵌入式系统
信号处理
传感器技术
仪器仪表

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出版社：电子工业出版社

ISBN：9787121314070

版次：1

商品编码：12206018

包装：平装

丛书名：电子电路设计、仿真与制作

开本：16开

出版时间：2017-05-01

用纸：胶版纸

页数：220

字数：335000

具体描述

内容简介

　　本书介绍了14个典型的医用电子电路设计案例,内容包含疲劳检测与消除电路设计，精神压力自测电路设计，助听、催眠、增强记忆三用电路设计，声光电子催眠电路设计，视力保护测光电路设计，脉冲电疗电路设计，心率检测电路设计，血管弹性测量电路设计，呼吸测量电路设计，口吃矫正器电路设计，心音测量电路设计，电子治疗仪电路设计，心电信号显示检测仪设计，基于脉搏波的提取电路设计。这些案例均来源于作者多年的实际科研项目，因此具有很强的实用性。通过对本书的学习和实践，读者可以很快掌握常用医用电子电路设计的基础知识及应用方法。�オオオ�

作者简介

　　周润景教授，中国电子学会高级会员，IEEE/EMBS会员，国家自然科学基金项目"高速数字系统的信号与电源完整性联合设计与优化”等多项**级、省部级科研项目负责人，主要从事模式识别与智能系统、控制工程的研究与教学工作，具有丰富的教学与科研经验。

前言/序言

本书通过一系列特定案例分析，向读者详细地介绍了医用电子电路的设计思路和方法，是一本独特的实用技术书籍。

全书介绍了14个电路设计，包括疲劳检测与消除电路设计，精神压力自测电路设计，助听、催眠、增强记忆三用电路设计，声光电子催眠电路设计，视力保护测光电路设计，脉冲电疗电路设计，心率检测电路设计，血管弹性测量电路设计，呼吸测量电路设计，口吃矫正器电路设计，心音测量电路设计，电子治疗仪电路设计，心电信号显示检测仪设计，基于脉搏波的提取电路设计。书中详细介绍了电路的设计任务、基本要求、原理及具体的设计、PCB设计等内容，并且用Proteus和Multism软件对电路进行了功能仿真，验证了电路工作的正确性，提高了电路开发效率，降低了开发成本，使读者能够更深刻地理解电路的工作原理，学习医用电子电路的设计方法。

书中多次出现了滤波电路、隔离电路、放大电路的设计，详细论述了生物电信号的放大、处理等多方面技术。电路的设计思路一般为：传感器采集生理信号，转换成电信号后信号比较微弱，易受干扰，所以设计隔离电路（电源隔离、信号隔离）、滤波电路（带阻滤波电路、带通滤波电路）来减少干扰，设计放大信号对电信号进行放大，以便后续的处理。14个电路设计，从简单的疲劳检测与消除电路设计，一直到较复杂的脉搏波提取电路设计，知识点涵盖模拟电路设计、单片机程序设计、芯片应用等，有助于读者全面认识医用电子电路的设计、制作与调试，启发读者的创新能力，提高读者的动手能力。书中内容简明扼要，适合想了解医用电子电路的读者阅读，也适合设计医用电子电路的读者作为参考。

本书的内容大多来自作者的科研与实践，有关内容的讲解并没有过多的理论推导，而代之以实用的电路设计，因此实用是本书的一大特点。

本书力求做到精选内容，推陈出新；讲清基本概念、基本电路的工作原理和基本分析方法。本书语言生动精炼，内容详尽，并且包含了大量可供参考的实例。

本书由周润景、邢婧编著。其中，邢婧编写了项目1，其余项目由周润景编写，全书由周润景统稿。另外，参加本书编写的还有谢亚楠、丁岩、陈萌、井探亮、张赫、韩亦俍、刘艳珍、刘百灵、王洪艳、张红敏、张丽敏、周敬和宋志清。

由于医用电子电路涵盖非常广泛，不可能通过一本书就能介绍详尽，加上时间与水平有限，书中可能存在一些错误、遗漏和不妥之处，敬请读者批评指正。

作者

深入探索数字时代的脉搏：一本关于智能传感器、嵌入式系统与物联网通信技术的实践指南在这个信息爆炸、万物互联的时代，我们无时无刻不被涌动的数字洪流所包围。从智能手机到智慧家居，从自动驾驶汽车到精准农业，无一不体现着强大而精密的电子技术。本书并非旨在探讨医疗领域的电子设备，而是将目光聚焦于构建这些现代奇迹的核心要素——智能传感器、嵌入式系统与物联网通信技术。它是一本献给那些渴望理解并掌握现代电子技术精髓的工程师、开发者、科研人员以及富有探知精神的爱好者的实践性指南。本书以其理论与实践深度结合的特点，旨在帮助读者构建坚实的理论基础，并将其转化为解决实际问题的能力。我们坚信，真正的理解来源于动手实践，因此，全书贯穿了大量精心设计的实验案例和项目演示，涵盖了从基础概念到高级应用的广泛领域。读者可以通过阅读本书，不仅能领略到电子技术令人着迷的魅力，更能切实地掌握设计、开发和部署先进电子系统的能力。第一部分：智能传感器的奥秘与应用传感器是连接物理世界与数字世界的桥梁。它们将环境中的物理量（如温度、湿度、光照、压力、加速度、声音、图像等）转化为可被电子设备读取的电信号。本书的第一部分将深入剖析各类智能传感器的工作原理、特性参数、选型指南以及在不同应用场景下的优化配置。我们将从基础模拟传感器讲起，例如电阻式、电容式、压电式传感器，解析它们如何将物理量的变化转化为电压或电流的变化。随后，我们会重点介绍数字传感器，如I2C、SPI接口的传感器，以及如何通过MCU进行高效的数据读取和处理。本书将特别关注先进的智能传感器技术。这包括： MEMS（微机电系统）传感器：如加速度计、陀螺仪、磁力计，它们是实现智能手机姿态感知、无人机导航、机器人运动控制的关键。我们将详细讲解MEMS传感器的制造工艺、工作原理（如电容式、压阻式感应）以及在惯性测量单元（IMU）中的集成应用。光学传感器：从简单的光敏电阻、光电二极管，到复杂的图像传感器（CCD、CMOS）和激光雷达（LiDAR）。我们将探讨光电转换的原理，分析不同图像传感器的特性，以及LiDAR在自动驾驶、三维建模等领域的革命性作用。环境传感器：涵盖温度、湿度、气压、气体（如CO2、VOCs）、PM2.5等传感器。我们将讨论这些传感器的测量原理、校准方法以及在智能家居、环境监测、空气质量管理等方面的实际应用。生物传感器：例如心率传感器、血氧传感器、血糖传感器等（非医疗用途的体征监测）。我们将初步介绍生物信号的采集与处理，以及它们在可穿戴设备和健康监测中的初步应用。在每一类传感器的讲解中，本书都将提供实用的选型建议，帮助读者根据具体应用的需求，在精度、响应时间、功耗、成本、工作环境等方面做出最优选择。此外，我们还会提供大量的代码示例和硬件接口电路图，指导读者如何将传感器快速集成到微控制器系统中。第二部分：嵌入式系统的设计与开发嵌入式系统是现代电子设备的大脑和神经系统。它们是将硬件资源与软件功能紧密结合，为特定应用而设计的专用计算机系统。本书的第二部分将带领读者从零开始，构建高性能、低功耗的嵌入式系统。我们将首先介绍嵌入式系统的基本架构，包括微处理器（MPU）/微控制器（MCU）、存储器（RAM、ROM、Flash）、输入/输出接口（GPIO、UART、SPI、I2C、ADC、DAC）以及外围设备。本书将重点讲解微控制器（MCU）的选择与编程。我们将深入探讨ARM Cortex-M系列MCU的架构、指令集、寄存器以及常用的开发工具链（如Keil MDK, IAR Embedded Workbench, STM32CubeIDE）。读者将学习如何使用C/C++语言进行嵌入式软件开发，掌握中断处理、定时器应用、低功耗模式设计等关键技术。更进一步，我们将深入探讨实时操作系统（RTOS）的应用。RTOS能够有效地管理任务、调度资源、处理并发，极大地提高了嵌入式系统的健壮性和响应速度。本书将以FreeRTOS为例，详细讲解其内核机制、任务创建与管理、信号量、消息队列、事件标志等核心概念，并通过实际项目演示如何构建一个多任务的嵌入式应用。嵌入式系统的设计还离不开驱动程序开发。本书将提供关于如何编写设备驱动程序的详细指导，包括传感器驱动、通信接口驱动、显示驱动等，确保硬件能够被软件高效、稳定地调用。此外，我们还将涉及嵌入式系统中的电源管理。理解低功耗设计对于电池供电的嵌入式设备至关重要。我们将介绍各种低功耗模式，如睡眠模式、停止模式，以及如何通过硬件和软件协同优化功耗。第三部分：物联网（IoT）通信技术的实践物联网的本质是将物理世界的设备连接起来，实现数据的互联互通和智能交互。本书的第三部分将聚焦于物联网通信技术，为读者提供构建连接世界的解决方案。我们将从通信协议的基础讲起。首先介绍有线通信，如RS-485、CAN总线等，它们在工业自动化和车载领域有着广泛的应用。随后，我们将重点转向无线通信技术。这包括：短距离无线通信：如Bluetooth Low Energy (BLE)，它在可穿戴设备、智能家居、定位服务中扮演着重要角色。我们将讲解BLE的协议栈、连接方式（广播、扫描、连接）、服务与特征，并提供基于BLE模块的实际项目案例。中长距离无线通信： Wi-Fi：作为最普遍的无线局域网技术，我们将讲解Wi-Fi模块的连接方式、TCP/IP协议栈的应用，以及如何构建基于Wi-Fi的物联网设备。 LoRaWAN (Long Range Wide Area Network)：这是一种专为物联网设计的低功耗广域网技术，在智慧城市、农业监测、环境监测等领域展现出巨大潜力。我们将深入分析LoRaWAN的架构、通信模式（ABP、OTAA）、数据链路层协议，并指导读者如何搭建LoRaWAN网络和开发终端节点。 NB-IoT (Narrowband Internet of Things)：基于蜂窝网络的低功耗广域网技术，具有信号覆盖广、连接数多、功耗低的特点。我们将讲解NB-IoT的接入方式、通信原理以及在各种物联网场景下的应用。在物联网通信部分，我们还将深入探讨数据传输与安全。这包括： MQTT (Message Queuing Telemetry Transport)：一种轻量级的发布/订阅消息协议，是物联网领域最常用的通信协议之一。我们将详细讲解MQTT的Broker、Publisher、Subscriber模型，以及如何使用MQTT进行设备之间的通信和与云平台的数据交互。 HTTP/HTTPS：介绍如何利用HTTP/HTTPS协议与Web服务器进行数据交互，为物联网设备提供与互联网集成的能力。数据加密与认证：在物联网通信中，数据安全至关重要。我们将介绍SSL/TLS加密技术，以及基本的设备认证方法，保障通信的隐私性和完整性。实践项目与综合应用本书的每一部分都不仅仅是理论的堆砌，而是以丰富的实践项目作为支撑。例如：智能环境监测站：集成温湿度、气压、光照传感器，并通过LoRaWAN或NB-IoT模块将数据上传至云平台。低功耗无线传感器节点：利用BLE技术，设计一款可穿戴设备的传感器节点，实现心率、运动数据的低功耗采集与传输。智能家居控制器：基于STM32 MCU和Wi-Fi模块，开发一个能够控制灯光、窗帘等设备的智能家居中控。基于RTOS的运动追踪系统：利用MEMS传感器和FreeRTOS，构建一个能够精确记录运动轨迹和姿态的追踪系统。通过这些项目的实践，读者将能够融会贯通所学知识，掌握从硬件选型、电路设计、传感器集成、固件开发、通信协议实现到数据上云的完整物联网应用开发流程。本书的目标读者本书的目标读者群十分广泛：电子工程、计算机科学、自动化等专业的在校学生：为他们提供坚实的理论基础和实践经验，为未来的学习和职业生涯打下良好基础。嵌入式系统工程师和物联网开发者：帮助他们掌握最新的技术动态，提升项目开发效率和产品竞争力。硬件工程师和软件工程师：拓展技术视野，学习跨领域知识，实现技术融合与创新。对智能硬件和物联网技术感兴趣的创客和爱好者：提供动手实践的平台，将创意转化为现实。展望未来本书旨在为读者打开一扇通往智能时代的大门。随着人工智能、大数据、云计算等技术的飞速发展，智能传感器、嵌入式系统和物联网技术将扮演越来越重要的角色。掌握这些核心技术，意味着掌握了创造未来的钥匙。我们希望本书能成为您在探索数字世界、构建智能生活道路上不可或缺的伙伴。

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这是一本让我耳目一新的医用电子电路设计书籍。作为一名拥有多年临床经验的医生，我常常在思考如何将最新的电子技术更好地服务于临床诊断和治疗。这本书以一种非常独特的视角，将复杂的电子技术与实际的医疗需求巧妙地结合起来。例如，在讨论血氧饱和度仪的设计时，书中不仅讲解了光电传感器的工作原理，还深入分析了不同波长光在血液中的吸收特性，以及如何通过多通道设计来提高测量精度。这种从临床需求出发，反推技术实现的讲解方式，让我这个非电子专业背景的人也能轻松理解其精髓。书中对报警系统的设计也给我留下了深刻的印象。在危急时刻，一个准确可靠的报警系统能够为医生争取宝贵的抢救时间。书中详细分析了不同报警阈值的设定，以及如何通过冗余设计和故障检测来提高报警系统的可靠性，这对于提升患者安全至关重要。此外，书中在讲解植入式医疗设备时，对生物相容性材料、微功耗设计以及无线充电等方面的考量，也让我看到了电子技术在未来医学领域巨大的潜力。这本书的价值在于，它不仅仅是一本关于电路设计的书，更是一本关于如何利用电子技术解决实际医疗问题的思考录，它为我打开了一扇新的大门，让我看到了科技与医学结合的无限可能。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对医疗科技充满热情的研究生，一直致力于寻找能够指导我进行创新性研究的书籍。《医用电子电路设计及应用》这本书，恰恰满足了我对深度和广度的双重需求。书中对于生物电信号采集的各个环节，从传感器接口设计到信号调理，都进行了非常细致的分析。我尤其对书中关于差分放大器在抑制共模干扰方面的论述印象深刻，这在采集微弱的生物电信号时是至关重要的。同时，书中对不同类型传感器的特性比较，以及如何根据具体的应用场景选择最合适的传感器，也为我的研究提供了宝贵的参考。在探讨数据转换方面，书中不仅介绍了 ADC 的基本类型和性能指标，还深入分析了不同采样率、分辨率和过采样技术对医疗数据精度的影响。让我惊喜的是，书中还提及了 FPGA 在实时信号处理中的应用，这为开发高性能、低延迟的医疗电子设备提供了新的思路。另外，书中对一些新兴的医疗电子技术，如可植入式设备的供电和通信技术，以及医疗影像设备的信号处理方法，都进行了前瞻性的探讨，这对于我进行前沿性课题的研究非常有启发。总而言之，这本书不仅是一本技术手册，更是一本激发创新灵感的宝典。

评分☆☆☆☆☆

这本《医用电子电路设计及应用》对于我这样一名初入电子工程领域的学生来说，简直是一盏指路明灯。之前接触过的电子书，大多要么太偏重理论，要么例子陈旧，让我难以找到学习的动力。这本书则完全不同，它以一种非常“接地气”的方式，带领我一步步走进医用电子电路的世界。作者在讲解放大电路时，并没有直接抛出复杂的公式，而是先从人体信号的微弱性入手，解释了为什么需要放大，然后循序渐进地引入了运算放大器的基本原理，并结合心电信号的放大电路进行了详细讲解，让我立刻明白了放大电路在 ECG 采集中的关键作用。书中对噪声的分析和抑制也做得很到位，这对于在嘈杂的生物电信号环境中进行准确测量至关重要。我还很喜欢书中关于模拟前端设计的探讨，包括滤波器、基准电压源以及模数转换器的选择和设计，这些都是构建一个稳定可靠的医疗电子系统必不可少的环节。最让我感到受益匪浅的是，书中提到了很多关于电磁兼容性（EMC）和安全法规的内容。作为一名未来的工程师，我深知这些规范的重要性，它们直接关系到产品的安全性和合规性。书中对这些内容的介绍，为我树立了正确的工程伦理观和风险意识，让我明白设计不仅仅是实现功能，更是要对用户负责。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是为我量身定做的！我一直对电子学在医疗领域的应用感到好奇，但苦于找不到一本既能深入讲解原理，又能结合实际应用的教材。很多市面上同类的书籍，要么过于理论化，公式堆砌，让人望而却步；要么过于浅显，只能了解皮毛，难以深入。直到我翻开了这本《医用电子电路设计及应用》，那种豁然开朗的感觉至今难忘。作者在开篇就以非常清晰的逻辑，将复杂的医用电子电路分解成易于理解的模块，从最基础的传感器原理，到信号的采集、处理、传输，再到最后的显示和控制，层层递进，循序渐进。特别让我惊喜的是，书中对不同医疗场景下电路设计的考量，比如在体外诊断设备中对精度和稳定性的要求，在生命体征监测设备中对实时性和可靠性的关注，以及在介入治疗设备中对小型化和安全性设计的权衡，都进行了详尽的论述。让我深刻认识到，医用电子电路的设计不仅仅是技术问题，更是关乎生命健康和患者福祉的严谨工程。书中大量的图示和流程图，将抽象的概念具象化，使得学习过程更加轻松有趣。我尤其喜欢书中在讲解某个电路模块时，会穿插相关的实际应用案例，让我能够立刻理解这个模块在真实医疗设备中的作用和价值，这种理论与实践的紧密结合，极大地激发了我学习的热情。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在职的医疗器械工程师，一直在寻找能够提升我理论深度和拓宽我实践视野的书籍。《医用电子电路设计及应用》无疑成为了我近期的案头必备。我特别欣赏书中对前沿技术的引入和讨论，例如书中在谈到生物传感器时，不仅介绍了传统的电化学传感器，还深入探讨了微流控技术与生物传感器的集成，以及纳米材料在提升传感器灵敏度和选择性方面的应用。这对于我来说，是了解行业发展趋势、把握未来技术方向的宝贵信息。此外，书中在讨论低功耗设计方面的内容也令我印象深刻。在便携式和可穿戴医疗设备日益普及的今天，如何有效地延长设备的续航能力，同时保证其性能不受影响，是我们在实际工作中面临的一大挑战。书中详细介绍了各种低功耗电路设计策略，包括采用低功耗元器件、优化电源管理、以及利用休眠模式等，这些都为我们提供了切实可行的解决方案。更值得称赞的是，书中并非孤立地讲解技术，而是始终围绕“应用”展开，将电路设计与具体的医疗设备功能紧密联系起来。例如，在介绍隔离技术时，书中不仅讲解了光耦和变压器的原理，还结合了心电图机、除颤器等设备的实际电路图，分析了隔离在防止触电、保护用户安全方面的重要性。这种系统性的讲解，让我能够从整体上理解医用电子电路的设计逻辑和工程考量。