面向脑机接口测试的高精度脑电信号模拟发生系统设计与实现*

doi:10.12267/j.issn.2096-5931.2024.05.005

信息通信技术与政策 ›› 2024, Vol. 50 ›› Issue (5): 34-40.doi: 10.12267/j.issn.2096-5931.2024.05.005

面向脑机接口测试的高精度脑电信号模拟发生系统设计与实现^*

Design and implementation of a high precision EEG signal analogy generation system for brain-computer interface testing

胡碧荣¹, 王晓东², 王浩冲³, 史改革³

1.陕西省药品和疫苗检查中心,西安 723099
2.陕西省医疗器械质量检验院,西安 712046
3.西安交通大学生命科学与技术学院,西安 710049

收稿日期:2024-04-15 出版日期:2024-05-25 发布日期:2024-05-31
作者简介:
胡碧荣,陕西省药品和疫苗检查中心检查四部部长,副主任药师,长期从事药品、医疗器械监管及政策法规等方面的研究工作
王晓东,陕西省医疗器械质量检验院高级工程师,长期从事医疗器械的检验检测及设计开发等方面的研究工作
王浩冲,西安交通大学生命科学与技术学院生物医学工程专业在职博士,长期从事脑机接口、康复机器人、虚拟现实等方面的研究工作
史改革,西安交通大学生命科学与技术学院生物医学工程专业在职博士,长期从事脑机接口算法及系统、康复机器人等方面的研究工作
基金资助:
*陕西省秦创原“科学家+工程师”队伍建设项目(2022KXJ-129);西安市科技计划项目(23ZDCYJSGG0005-2023)

HU Birong¹, WANG Xiaodong², WANG Haochong³, SHI Gaige³

1. Shaanxi Drug and Vaccine Inspection Center, Xi’an 723099,China
2. Shaanxi Medical Device Quality Inspection Institute, Xi’an 712046,China
3. School of Life Science and Technology, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China

Received:2024-04-15 Online:2024-05-25 Published:2024-05-31

摘要/Abstract

摘要：

脑电采集芯片或脑电采集器等脑机接口基础硬件正在逐渐落地,需要使用模拟信号发生器对其性能进行测试验证。针对传统信号发生器系统复杂、体积庞大、精度低等问题,提出了高精度微伏级脑电信号模拟发生系统。经试验验证,该系统可以生成微伏级的正弦波、方波、三角波和模拟脑电,电压生成误差在±1 μV以内,满足脑电采集芯片或脑电采集器的性能检测需求,为脑机接口技术的研究提供了参考。

关键词: 脑机接口测试, 模拟信号发生器, 脑电信号, 系统设计

Abstract:

The basic hardware components of the brain-computer interface, such as electroencephalogram (EEG) acquisition chips or EEG collectors, are gradually being implemented. It is necessary to use an analog signal generator to test and verify the performance. A high-precision microvolt-level EEG signal analog generation system is proposed to address the issues of complexity, bulkiness, and low accuracy in traditional signal generation systems. After experimental verification, this system can generate microvolt-level sine waves, square waves, triangular waves, and EEG signals with a voltage generation error within ±1 μV. This meets the performance testing requirements of EEG acquisition chips or EEG collectors and provides a reference for research in brain-computer interface technology.

Key words: brain-computer interface testing, analog signal generator, EEG signals, system design

中图分类号:

TN98

胡碧荣, 王晓东, 王浩冲, 史改革. 面向脑机接口测试的高精度脑电信号模拟发生系统设计与实现^*[J]. 信息通信技术与政策, 2024, 50(5): 34-40.

HU Birong, WANG Xiaodong, WANG Haochong, SHI Gaige. Design and implementation of a high precision EEG signal analogy generation system for brain-computer interface testing[J]. Information and Communications Technology and Policy, 2024, 50(5): 34-40.

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图/表 7

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试验类型	波形种类	幅值(峰谷值)/μV	频率/Hz
标准波形(不同幅值)	正弦波	25、50、100、200	5
	三角波	25、50、100、200	5
	方波	25、50、100、200	5
标准波形(不同频率)	正弦波	100	1、5、10、20、30
	三角波	100	1、5、10、20、30
	方波	100	1、5、10、20、30
模拟脑电	模拟脑电	预采集的静息态脑电信号

试验类型	波形种类	幅值(峰谷值)/μV	频率/Hz
标准波形(不同幅值)	正弦波	25、50、100、200	5
	三角波	25、50、100、200	5
	方波	25、50、100、200	5
标准波形(不同频率)	正弦波	100	1、5、10、20、30
	三角波	100	1、5、10、20、30
	方波	100	1、5、10、20、30
模拟脑电	模拟脑电	预采集的静息态脑电信号

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