心电信号首要频率规模为0.05100Hz，起伏约为04mV，信号非常弱小。因为心电信号中一般稠浊有其它生物信号，加之体外以500Hz工频为主的电磁场搅扰，使得心电噪声布景较强，丈量条件比较杂乱，为医学研讨、救治和教育带来必定困难。本文经过对心电信号的特征剖析，提出了依据MATLAB/SIMULINK的心电信号仿真办法，选用快速原型技能经过输入/输出卡，将虚拟仿真信号转化生成实践的物理电信号，并与实践硬件电路连接起来，构故意电信号的半什物仿真模型。
基本原理
心电信号
一个典型的心电信号如图1示，它由P波、Q波、R波、S波和T波组成，在确诊进程中能够依据这些特征波的距离幅值以及P-R距离、S-T距离和Q-T距离判别患者病况。
Fourier级数
若一个函数满意狄里赫利条件，则能够将它打开为傅立叶级数的方式。傅立叶级数的三角函数方式界说如下：
狄里赫利条件充分条件：
(1)函数在恣意有限区间接连，或只要有限个第一类间断点(当t从左或右趋向于这个间断点时，函数存在有限的左极限和右极限);
(2)在一周期内，函数存在有限个极大值或极小值。
心电信号仿真及成果剖析
心电信号仿真
本规划计划是将心电信号看作一个由各个三角波信号和正弦信号的组合，先经过核算得到各个特征波序列，再将各波组成为终究的仿真信号。详细完成办法如下：
(1)心电信号的QRS波、Q波和S波用三角波完成。
(2)心电信号的P波、T波和U波用正弦波完成。
三角波数学模型树立
三角波数学模型树立如下：
为便利核算，将此函数打开为傅立叶级数的方式：
式中，
正弦波数学模型树立
正弦波树立模型如下：
为便利核算，将此函数打开为傅立叶级数的方式：
仿真成果剖析
经过上述仿真计划，仿诚心电信号各特征波参数如表1示，心电信号仿真波形如图2示。
实时心电信号源规划
规划计划选用SIMULINK完成心电信号发生器的规划。SIMULINK能够便利地进行可视化动态建模，且仿真进程是交互的，能够随时修正参数，能够当即看到仿真成果，生成能够实践使用的实时信号。
心电信号发生器完成
规划计划中将心电信号看作是由各个特征波组合在一起的波形，这些特征波包含P波、Q波、QRS波、S波、T波和U波。仿真规划进程中，Q波、QRS波和S波用三角波完成，P波、T波和U波用正弦波完成。
心电信号发生器的规划选用七个模块完成，其间六个模块的功用是完成特征波，一个模块用来组成各个特征波，完成心电信号的仿真。规划成果如图3。
如图3示，每个心电信号特征波发生模块均有一个各自的特征波参数输入，这些参数包含起伏、宽度和移位。别的，6个心电信号特征波形发生模块有2个公共输入，分别是发生心电信号的长度x和心跳周期beat。清楚明了，该心电信号发生器的SIMULINK模型能够经过改变心电信号参数，便利地得到所需的心电信号。
实时心电信号的发生
规划计划中，选用SIMULINK规划的心电信号发生器发生数字仿诚心电信号，经过研华公司(Advantech)的模拟输出数据收集卡PLC-812PG的D/A转化器引出，生成实时心电信号，详细原理框图如图4。
MATLAB Embedded Function模块只支撑二维矩阵运算，因此在实时心电信号输出时要注意二维数据到一维数据的转化，即选用一个二维矩阵到一维矩阵的转化模块。
定论
本计划处理了实践心电信号收集进程中硬件电路杂乱、噪声大以及单个心电波形不易收集等困难。为医学研讨和教育带来便利，具有必定有用和参考价值。
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