摘要：本文讨论医用设备性能测试系统中，用软件消除工频及其它噪声干扰，从强噪声背景中提取微弱信号的措施。

中图分类号：R318.6

文献标识码：B

文章编号：1005-202X(1999)02-0098-02

Anti-interference measurement method for

medical equipment signal testing system

ZHANG Zhao-chen,et al.

(Taishan Medical College,Shangdong Taian 271000,China)

Abstract:As some medical equipment performance testing system exists interference of AC frequency and other noises,This paper discusses a measurement method by which weak signals are extracted from strong background noise using computer software.

Key words:data sampling;digital filtering;noise interference

1问题的提出

笔者用PC机对防散射滤线栅的性能测试过程中，用狭缝扫描法对栅密度测量时，发现工频信号和其它噪声信号的强度远大于有用信号，有用信号极其微弱，被淹没于强背景干扰中，于是对整个测试系统进行了分析。该测试系统包括传感器(光电倍增管)、线性放大器、积分放大器、A/D板及PC机(如图1)，但光电倍增管必须由高压(电压)发生器供电，而高压发生器、线性放大器、积分放大器是外购件，生产厂家把这三个部分放于一个机箱内，虽然采取了一定的屏蔽措施，噪声对测试滤线栅其它性能干扰不大，但测试栅密度时，工频信号等与有用信号，同时进入A/D转换器，由于其强度远大于有用信号的强度，工频信号等与有用信号，同时进入A/D转换器，由于其强度远大于有用信号的强度，结果造成计算出的栅密度N(N=K/L，其中K为测出的高低电平数目，L为扫描长度)并非实验值，因此，测量过程中必须采取抗干扰措施。

图1测试系统组成

2抗干扰措施

根据测量原理，X线束经狭缝(狭缝的宽度远少于滤线栅铅条及间隔的宽度)扫描后，照射在滤线栅上，在有铅地方X线被吸收，光电倍增管接收不到X线，铅条间隔处透过的X线被光电倍管接收，光电倍增管变为电信号，经放大等一系列处理后被计算机采集到代表高低电平信号的数据K，将该数代入计算式，即可求得栅密度N(图2)。

图2脉冲信号的形成

为尽量减少由于电源波动引起的干扰，电源部分增加了交流稳压器。经对被测信号反复测量实验分析发现，有用信号的频率远大于干扰信号的频率，于是就在电路上附加了滤波电路，情况稍有改善，但工频干扰仍为主要信号，有用脉冲信号叠加于其上，因此采用了数字滤波法。数字滤波本意是滤除相对弱的尖峰噪声的影响，即通常情况下，干扰信号能量小，对于表现为毛刺干扰的信号，利用比较法或平均法可较好地滤除，但这里有用信号表现为微弱信号，噪声为强信号，为此笔者就试探采用反数字滤波方式，具体方法如下：

首先，由计算机启动A/D，采集数据，并把这些数据存储，这组数据为：y=｛y₀，y₁，…y_i…y_n｝

第二步：为进一步排除干扰，把采集到数据去掉前两个，其余数据进行数字滤波。数字滤波采用五点三次平滑滤波法，即由y_i-2，y_i-1，y_i，y_i+1，y_i+2五点求得滤波后的值Y_i=(-3*y_i-2+12*y_i-1+17*y_i+12*y_i+1-3*y_i+2）/35。并把这组数据存起来，从而求得滤波后一组数据为：Y=｛Y₀，Y₁，…Y_i，…，Y_n｝。

第三步：反数字滤波，即利用采集到的数据y_i与滤波后的数据Y_i求得信号数据Z_i=y₁-Y_i，此时求得的一组数便是要测的信号Z=y-Y=｛Z₀，Z₁，…Z_i…Z_n｝

通过以上处理后得到了较理想的数据，为计算栅密度提供了可靠的保证。

3软件设计

本程序用C语言编写(见程序清单，注：为缩短篇幅，本刊省去了程序清单，需要者请向作者索要)，数字滤波部分中data［］、data1［］和data2［］分别是采集到的数据、滤波后的数据和有用信号数据。为便于比较滤波前后的效果，在计算机屏幕上同时画出这三条曲线。变量NUMBER为采集数据的数量，可根据精度设置其值。有用信号的数据根据需要可存盘，以备以后查用。程序框图如图3。

图3程序框图

4结束语

利用反数字滤波法，在X线滤线栅的栅密度测试中，有效地排除了强噪声信号的干扰。实际测试表明，滤波后测到的信号值准确，求得的密度值N精度高，完全符合实际要求。

参考文献

［1］王树勋.数字信号处理基础及实验［M］.机械工业出版社，1992，33-101.

［2］谭浩强.C程序设计［M］.北京：清华大学出版社，1994，20-96.

收稿日期：1998-08-20