，引起非 晶絲11內部阻抗的變化，從而在拾取線圈12中產生感應電壓。
[0039] 如圖4所示，傳感器外圍電路2還包括反饋與偏置電路25,反饋與偏置電路25包括 加法器251、V/I轉換器253、偏置電壓源254和電位器255,加法器251的輸入端分別與第一低 通濾波器243、第二低通濾波器243的輸出端相連，加法器251的輸出端依次通過V/I轉換器 253、反饋線圈13接地，偏置電壓源254的輸出端通過電位器255、校零線圈14接地。
[0040] 本實施例中V/I轉換器253具體為電阻。偏置電壓源254用于給校零線圈14提供電 壓激勵，從而在校零線圈14通W相應電流，產生出偏置磁場，使腦磁信號傳感器的輸出為 零，使得非晶絲11工作在最佳線性區(qū)域中。當待檢測磁場Hex為零時，使V/I轉換器化3輸出的 反饋電流if為零（即反饋磁場出為零），調節(jié)圖4中的電位器255,使差分放大電路23的輸出V。 為零。當外加上待檢測磁場Hex時，作為參考線圈的拾取線圈12將產生與待檢測磁場出X方向 相反、大小相等的反饋磁場出，從而將待檢測磁場出X超出線性工作區(qū)域的部分抵消，使非晶 絲11始終工作在線性區(qū)間內。此時，腦磁信號傳感器的輸入為外加的待檢測磁場出X，除了差 分放大電路23的輸出V。外，腦磁信號傳感器還輸出反饋電流if,而反饋電流if與反饋磁場出 是成正比的，從而可W極大地拓展腦磁信號傳感器的量程。設反饋線圈13的阻抗為Zf，V/I 轉換器253的阻抗值Zvi，則流過反饋線圈13的反饋電流if如式（1)所示；
[0041]
。）
[0042] 式（1)中，if為反饋電流，VI為一個低通濾波器243的輸出電壓，V2為另一個低通濾 波器243的輸出電壓，&為反饋線圈13的阻抗，Zvi為V/I轉換器253的阻抗值?？纱丝梢姡蒞 調節(jié)V/I轉換器253的阻抗值Zvi來改變反饋電流if的大小，從而改變整個反饋與偏置電路25 的傳遞函數。
[0043] 如圖5所示，本實施例的基于GMI效應的腦磁信號采集系統(tǒng)包括腦磁信號接收模塊 3、信號采集器4和腦磁檢測探頭帽5,腦磁檢測探頭帽5上設有本實施例前述基于GMI效應的 腦磁信號傳感器51，腦磁信號傳感器51的輸出端通過信號采集器4和腦磁信號接收模塊3相 連。本實施例中，腦磁信號傳感器51標準輸出0~5V電壓信號，各路腦磁信號分別經過信號 采集器4進行AD轉換后輸出到腦磁信號接收模塊3,腦磁信號接收模塊3具體采用計算機實 現。進一步地，本實施例的實現腦磁信號接收模塊3的計算機還包括腦磁信號指令下發(fā)模 塊，參見圖5,腦磁信號指令下發(fā)模塊采用適當的分類算法"翻譯"收到的腦磁信號，然后將 翻譯的指令通過無線網絡及控制器6下發(fā)給受控終端，例如機器人、汽車、輪椅等。
[0044] 實施例二：
[0045] 如圖6所示，本實施例與實施例一基本相同，其主要區(qū)別點為:在實施例一中，一組 非晶絲11上套設有反饋線圈13,兩組非晶絲11上套設有校零線圈14,因此在初始化圖4所示 電路連接時，可W根據需要從兩個校零線圈14中任意選擇一個。而本實施例中兩組非晶絲 11上套設有反饋線圈13,一組非晶絲11上套設有校零線圈14,因此在初始化圖4所示電路連 接時，可W根據需要從兩個反饋線圈13中任意選擇一個，其工作原理與實施例一完全相同， 故在此不再寶述。
[0046] W上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施 例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應當指出，對于本技術領域 的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進和潤飾，運些改進和潤飾也 應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種基于GMI效應的腦磁信號探頭，其特征在于:包括布置在同一個平面上且呈直條 狀的至少三組非晶絲（11)，每一組非晶絲（11)包括至少一根非晶絲（11)，任意相鄰兩組非 晶絲（11)之間形成夾角，每一組非晶絲（11)上套設有拾取線圈（12)。2. 根據權利要求1所述的基于GMI效應的腦磁信號探頭，其特征在于:任意相鄰兩組非 晶絲（11)之間形成60°夾角，使三組非晶絲（11)排列呈正三角形狀。3. 根據權利要求2所述的基于GMI效應的腦磁信號探頭，其特征在于：至少一組非晶絲 (11)上套設有反饋線圈（13)。4. 根據權利要求3所述的基于GMI效應的腦磁信號探頭，其特征在于：至少一組非晶絲 (11)上套設有校零線圈（14)。5. 根據權利要求4所述的基于GMI效應的腦磁信號探頭，其特征在于：所述反饋線圈 (13)和拾取線圈（12)層疊布置，且所述反饋線圈（13)繞設于拾取線圈（12)外側;所述校零 線圈（14)和拾取線圈（12)層疊布置，且所述校零線圈（14)繞設于拾取線圈（12)外側。6. 根據權利要求5所述的基于GMI效應的腦磁信號探頭，其特征在于：所述反饋線圈 (13)的匝數為拾取線圈（12)的0.1~5倍，所述校零線圈（14)的匝數為拾取線圈（12)的0.2 ~1倍，所述拾取線圈（12)的內徑L取值為一組非晶絲（11)直徑的5~20倍。7. 一種基于GMI效應的腦磁信號傳感器，包括傳感器外圍電路(2)和至少一個腦磁信號 探頭（1)，所述腦磁信號探頭（1)的輸出端和傳感器外圍電路(2)相連，其特征在于:所述腦 磁信號探頭(1)為權利要求1~6中任意一項所述基于GMI效應的腦磁信號探頭。8. 根據權利要求7所述的基于GMI效應的腦磁信號傳感器，其特征在于:所述傳感器外 圍電路(2)包括脈沖發(fā)生器(21)、限流電阻（22)、差分放大電路(23)和兩個檢測單元(24)， 所述脈沖發(fā)生器(21)的輸出端通過各組非晶絲（11)、限流電阻（22)接地，所述腦磁信號探 頭（1)的各組非晶絲（11)之間相互并聯或者串聯，所述檢測單元(24)包括模擬開關(241)、 充電電容（242)和低通濾波器(243)，兩個檢測單元(24)的模擬開關(241)分別一端通過一 個拾取線圈（12)接地、另一端通過充電電容（242)后接地，所述低通濾波器(243)的輸入端 連接于模擬開關(241)、充電電容(242)之間，兩個檢測單元(24)的低通濾波器(243)輸出端 分別與差分放大電路(23)的輸入端相連。9. 根據權利要求8所述的基于GMI效應的腦磁信號傳感器，其特征在于:所述傳感器外 圍電路(2)還包括反饋與偏置電路(25)，所述反饋與偏置電路(25)包括加法器(251)、V/I轉 換器(253)、偏置電壓源（254)和電位器(255)，所述加法器(251)的輸入端分別與第一低通 濾波器(243)、第二低通濾波器(243)的輸出端相連，所述加法器(251)的輸出端依次通過V/ I轉換器(253)、反饋線圈（13)接地，所述偏置電壓源(254)的輸出端通過電位器(255)、校零 線圈（14)接地。10. -種基于GMI效應的腦磁信號采集系統(tǒng)，包括腦磁信號接收模塊（3)、信號采集器 (4)和腦磁檢測探頭帽（5)，其特征在于:所述腦磁檢測探頭帽(5)上設有權利要求7~9中任 意一項所述基于GMI效應的腦磁信號傳感器(51)，所述腦磁信號傳感器(51)的輸出端通過 信號采集器(4)和腦磁信號接收模塊(3)相連。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于GMI效應的腦磁信號探頭、傳感器及采集系統(tǒng)，腦磁信號探頭包括布置在同一個平面上且呈直條狀的至少三組非晶絲，每一組非晶絲包括至少一根非晶絲，任意相鄰兩組非晶絲之間形成夾角，每一組非晶絲上套設有拾取線圈；腦磁信號傳感器包括前述腦磁信號探頭和傳感器外圍電路；腦磁信號采集系統(tǒng)包括腦磁信號接收模塊、信號采集器和至少一個前述的腦磁信號傳感器。本發(fā)明能實現“即插即用”和“隨時可用”的大腦活動狀態(tài)檢測、提高腦機接口實用性，將腦機接口拓展到實際應用中，具有準備快速、使用簡單、檢測精度高、穩(wěn)定可靠的優(yōu)點。
【IPC分類】A61B5/0478
【公開號】CN105455806
【申請?zhí)枴緾N201510770093
【發(fā)明人】徐 明, 周宗潭, 徐曉紅, 王志華
【申請人】中國人民解放軍國防科學技術大學
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年11月11日